Preço da impressão 3D: Factores que influenciam o custo da impressão 3D

A procura de uma automatização mais eficiente dos processos de fabrico e da construção de produtos de precisão levou à criação de impressoras 3D. Estas utilizam métodos aditivos para construir objectos tridimensionais a partir de um modelo digital criado com recurso a software CAD. Embora esta técnica seja fascinante, os fabricantes pesam frequentemente o preço da impressão 3D e perguntam-se se vale a pena a longo prazo.

A técnica de produção de impressão permite aos fabricantes criar geometrias complexas com elevada precisão. Outras razões pelas quais a impressão 3D é considerada para o fabrico são o facto de permitir uma prototipagem mais rápida, reduzir significativamente o desperdício de material e tornar a produção acessível a empresas de todas as dimensões.

Os fabricantes que pretendam explorar a técnica de impressão têm a opção de subcontratar o processo ou de o fazer eles próprios (DIY). O custo da impressão 3D varia significativamente consoante a forma como o fabricante gere a produção. Este artigo destacará tudo o que precisa de saber sobre o verdadeiro preço da impressão 3D.

Repartição dos custos de impressão 3D em caso de externalização

A externalização da impressão 3D elimina a necessidade de investimento de capital inicial na aquisição da tecnologia. Na fase de criação de protótipos ou em pequenas séries, este procedimento liberta fundos para que o fabricante possa investir noutros sectores críticos.

Vários factores afectarão o custo do outsourcing da impressão 3D, incluindo o tamanho e o número de peças, a complexidade do design, o tipo de Material de impressão 3dA técnica exacta que será utilizada no desenvolvimento do produto e a quantidade e qualidade da mão de obra que será envolvida no pós-processamento.

Tamanho e número de peças

Quanto maior for a dimensão da peça a produzir, mais material será necessário. Os custos diretos de material representam normalmente 30% a 70% dos custos totais de produção, dependendo da indústria ^[1]. A indústria automóvel tem normalmente custos de material mais elevados. Da mesma forma, quanto maior for o número de peças pretendidas, mais materiais serão necessários, o que também aumentará o custo.

Complexidade da conceção

Os desenhos complexos requerem normalmente mais materiais, o que faz aumentar o preço da impressão 3D. Além disso, será necessária mais mão de obra no pós-processamento de desenhos complexos para afinar os pormenores. Como já sabe, a mão de obra é cara, especialmente se estiver a fabricar nos Estados Unidos. Uma forma de reduzir os custos de mão de obra é através do nearshoring.

O tipo de material

A impressão 3D pode ser efectuada com diferentes materiais, incluindo plásticos (nylon, PLA, TPU, etc.), resinas de fotopolímero e pós de metal ou fibra de carbono. A escolha do material dependerá da tecnologia de impressão 3D utilizada e das propriedades pretendidas para a peça em produção.

Os materiais plásticos são maioritariamente utilizados com impressoras FDM ou impressoras de fabrico de filamentos fundidos (FFF). Os pós metálicos são normalmente utilizados com a sinterização direta de metais a laser (DMLS) ou com o jato de aglutinantes, enquanto as resinas são utilizadas com a estereolitografia (SLA). Cada material tem as suas implicações em termos de custos ^[2]. O plástico é o mais comum e o mais económico.

A tecnologia de impressão 3D

Existem diferentes tecnologias de impressão 3D e os materiais que utilizam são diferentes. A modelação por deposição fundida (FDM) funde e extrude filamentos de plástico para criar o produto. São as mais comuns e mais económicas. No entanto, os produtos desta máquina necessitam de mais pós-processamento, o que é trabalhoso. A tabela abaixo mostra a comparação dos diferentes custos de impressão 3D.

Quando externalizar a impressão 3D para poupar custos

A subcontratação é a melhor opção para um fabricante que esteja a tentar criar um protótipo de um novo produto ou a validar um processo de produção. Eis algumas das situações em que pode poupar nos custos de impressão 3D externalizando o processo de impressão.

• O seu orçamento não permite o investimento em ferramentas, formação de pessoal, materiais e manutenção da tecnologia.
• Se precisar apenas de algumas peças por projeto ou todos os meses, é preferível subcontratar do que investir numa máquina que estaria inativa a maior parte do tempo.
• Quando uma peça necessita de uma tolerância apertada ou é demasiado complexa para ser fabricada internamente, a subcontratação de fornecedores de serviços especializados ajudá-lo-á a ultrapassar o problema.
• A subcontratação da impressão 3D pode ajudá-lo a escalar a produção a pedido e a manter-se a par das necessidades flutuantes do mercado para o seu produto.
• A subcontratação é também uma excelente forma de aprender sobre as tecnologias de impressão 3D, especialmente se estiver a planear integrá-las no seu fluxo de trabalho.

O custo DIY da impressão 3D

Para imprimir os seus produtos em 3D internamente, tem de compreender as implicações em termos de custos, de modo a poder preparar-se adequadamente para tal. A principal implicação de custos que é fácil de ver é a compra da impressora e do material. No entanto, existem outros custos de impressão 3D ocultos que também deve considerar. Dois dos custos ocultos que irão testar a eficiência do seu processo de bricolage ao longo do tempo incluem os custos de eletricidade e de manutenção.

Custo da impressora 3D

O preço de uma impressora 3D tem vindo a baixar desde que chegou ao mercado. Dependendo do tipo de impressora que pretende, da precisão e do volume de construção, o preço pode começar pouco acima de $100 e chegar aos milhares de dólares. Eis os preços estimados das impressoras mais populares:

• Impressoras FDM básicas: $150 - $500
• Impressoras para particulares: $800 - mais de $2,000
• Impressoras de resina: $300 - mais de $1.000, excluindo a estação de cura

Custo do material de impressão 3D

O preço do material de impressão 3D terá um impacto significativo nas suas despesas globais. Um filamento PLA normal custará cerca de $15 a $40 por quilograma, dependendo do seu fornecedor, enquanto um quilograma de resina pode custar $50 a $200. No entanto, o preço dos materiais especiais pode exceder $100 por kg.

Idealmente, 1 kg de PLA pode imprimir 30 a 40 bolsas para telemóveis ou pequenos suportes para telemóveis. Isto significa que cada produto custa $1 ou menos. No entanto, a impressão não é cem por cento eficiente. Ajustar as impressões falhadas fará aumentar o custo da impressão 3D.

Custo da eletricidade

As impressoras 3D funcionam com eletricidade e consomem normalmente 50 a 250 watts de eletricidade por hora, ou seja, 0,05 a 0,25 kWh. Se uma impressão durar 10 horas, a impressora terá consumido 0,5 kWh a 2,5 kWh de eletricidade.

Como as tarifas médias de eletricidade nos Estados Unidos variam entre $0,12 e $0,15 por kWh, o funcionamento de uma máquina com um consumo de energia de 0,5 kWh custará $0,06 a $0,075 por impressão na fatura de eletricidade ^[3]. Embora possa parecer pouco, este valor pode aumentar se imprimir muito.

Custo de manutenção

Os bicos das impressoras 3D entopem e as correias desgastam-se. Os bicos normais, feitos de latão, custam cerca de $5 a $25 e, dependendo da utilização, duram entre 3 a 6 meses. Os filamentos especiais farão com que os bicos se desgastem mais rapidamente.

Os bicos de aço resistente ao desgaste ou endurecido podem custar entre $20 e $60. Se estiver a fabricar produtos que estão constantemente a ser procurados, o verdadeiro custo da impressão 3D será a perda financeira resultante do tempo de inatividade.

Custo do modelo

Se não tiver ideia de como criar o modelo utilizando um software CAD, terá de subcontratar ou comprar um. A compra de um modelo pode custar mais de $50, enquanto a contratação de um designer para criar um modelo personalizado pode custar cerca de $17 a $30 por hora no Upwork.

Quando realizar o seu projeto de impressão 3D em regime de bricolage

A subcontratação é normalmente efectuada para acelerar a produção e reduzir os custos iniciais das ferramentas. É importante saber quando é que a subcontratação faz sentido e quando é mais rentável fazer a produção internamente. Para reduzir o preço da impressão 3D a longo prazo, é preferível produzir internamente:

• Fazem-se pequenas séries de produtos: As impressoras 3D pagarão o custo inicial se produzir pequenas séries de produtos repetidamente, uma vez que os filamentos são muito acessíveis
• Pretende um controlo total do seu processo de produção: A impressão interna permite ao fabricante criar peças ou acessórios totalmente personalizados, que podem ser utilizados para promoções
• A sua empresa impressa a pedido: Isto elimina o risco de investir na criação de produtos que não se venderão
• O projeto de criação de protótipos envolve vários ciclos de feedback: A impressão interna permitirá testar e aperfeiçoar rapidamente o protótipo do produto
• A impressão 3D está no centro da estratégia de inovação da sua empresa: Ter uma impressora 3D permitirá ao fabricante aprender como funciona e dar-lhe-á a oportunidade de inovar em torno do hardware

Como reduzir os custos de impressão 3D sem sacrificar a qualidade

A forma como desenha o seu modelo 3D determinará a quantidade de material que será utilizado durante a impressão. Por conseguinte, é sempre importante otimizar o seu modelo 3D para reduzir a utilização de material, o que, por extensão, reduzirá o custo de produção. A redução da utilização de material também encurtará o tempo de impressão. Algumas das modificações de design que podem ajudar a reduzir o preço da impressão 3D incluem:

1. Criar padrões de enchimento em favo de mel ou giroide

Em vez de um enchimento sólido de 100%, que consome mais material, utilize padrões de enchimento de 10 a 20% em forma de gyroid ou favo de mel em FDM para criar peças fortes e leves sem comprometer as propriedades térmicas, mecânicas e vibracionais. Quando utilizar resina ou impressão em pó, esvazie o interior do modelo e adicione uma drenagem ou orifícios para que os materiais não utilizados saiam.

2. Fabricar peças com paredes mais finas

Efetuar vários testes para encontrar a espessura mínima da parede necessária para manter a integridade da peça para a aplicação pretendida. Ajustar a espessura da parede para utilizar menos material permite poupar nos custos de impressão 3D. A redução da espessura das paredes das peças que não suportam carga permite poupar material de forma significativa. Os projectistas podem utilizar software especializado para analisar e identificar as áreas que não suportam carga.

3. Combinação de peças

Sempre que possível, consolide as peças numa única impressão em vez de imprimir várias peças separadas que serão unidas durante a montagem. A impressão de uma única unidade não só reduzirá o tempo de montagem, como também eliminará a necessidade de fixadores ou outras técnicas de união de peças, o que aumentará o custo da impressão 3D.

Seleção de fornecedores: A melhor lista de verificação de poupança de custos de impressão 3D

A gestão do custo da impressão 3D começa com a seleção do fornecedor certo, especialmente se estiver a subcontratar o seu processo de impressão. O parceiro certo deve também aconselhá-lo sobre as áreas em que pode poupar custos. Eis uma lista de controlo que o guiará na escolha do fornecedor certo.

Objetivo do projeto

O produto destina-se a ser um protótipo visual, uma peça mecânica funcional ou um modelo de exposição polido? A definição correta do projeto orientá-lo-á na seleção do material e da tecnologia.

Escolha da tecnologia

O FDM é o mais económico e o melhor para a produção de protótipos funcionais de baixo custo, se não for necessário um acabamento polido. A SLA produz superfícies lisas, mas é mais cara.

Seleção do material adequado

Embora o filamento PLA normal seja muito acessível, a otimização do design pode permitir-lhe utilizar material de maior qualidade sem aumentar o preço da impressão 3D. O fornecedor certo deve orientá-lo na seleção do material adequado.

Custos de pós-processamento

Determine se vai precisar de pós-processamento e o método exato a utilizar. O fornecedor correto deve detalhar os serviços de pós-processamento necessários, em vez de os adicionar automaticamente ao seu orçamento.

Comparar cotações

Obtenha orçamentos de diferentes fornecedores e compare-os em termos de preço e transparência. Ao tomar a sua decisão, tenha também em conta o prazo de entrega.

Aceder à sua experiência

Peça ao fornecedor que lhe forneça amostras para avaliar a qualidade e a precisão dimensional das suas entregas. Efectue uma investigação independente para encontrar opiniões de clientes anteriores.

Comunicação

Escolha sempre um fornecedor que o informe proactivamente sobre a evolução do projeto.

Logística

Ao subcontratar uma empresa no estrangeiro, tenha em conta a logística, a rapidez de entrega e o facto de ter de pagar direitos aduaneiros ou de estes serem tratados pelo fornecedor.

Depois de obter a cotação dos custos de impressão 3D, pode ser uma boa ideia compará-la com os custos de outros métodos, como a moldagem por injeção, para ver qual o método que melhor serve o seu objetivo com o menor orçamento possível. Serviço de impressão 3D First Mold não só oferecerá um orçamento transparente para a impressão 3D, como também o ajudará na comparação e o aconselhará melhor sobre o caminho a seguir.

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Referências

[1] Samani, N. (n.d.). Tudo o que precisa de saber sobre os custos diretos dos materiais. Deskera. https://www.deskera.com/blog/direct-material-costs/.

[2] MET3DP. (n.d.). Análise de custos da impressão 3D de pó metálico. MET3DP. https://met3dp.com/3d-printing-metal-powder-202404034/.

[3] ElectricChoice. (2025, 16 de setembro). Taxas de eletricidade. Escolha eléctrica. https://www.electricchoice.com/electricity-prices-by-state/.