¿Cuánto cuesta imprimir en 3D? Calcular el coste de tus piezas en 3D

¿Cuánto cuesta imprimir en 3D?

Hay varias variables que contribuyen al coste de la impresión 3D, incluyendo el tiempo de impresión, el tipo de material utilizado y la mano de obra de post-procesamiento. Muchas empresas de servicios de impresión en 3D facturan en base a una tarifa por hora, mientras que otras pueden facturar en base a centímetros cúbicos o una combinación de ambas.

A continuación, veremos cómo el tiempo de impresión, el tipo de material y la mano de obra de post-procesamiento influyen en el costo de una pieza impresa en 3D.

No todas las impresoras 3D, los objetos 3D, las tecnologías de impresión, los materiales y las expectativas de los usuarios son iguales. Aún así, el precio de las impresoras 3D y de la impresión en 3D ha caído en los últimos años enormemente. Alguna vez fue una herramienta exclusiva de científicos, ingenieros y varias industrias, pero ya no. Dicho esto, sigue siendo demasiado caro para justificar su existencia en la mayoría de los hogares. No es demasiado caro, sin embargo, para los aficionados, escuelas, bibliotecas y similares. Si tu intención es imprimir muchos modelos 3D de forma regular, ya sea para tu propio disfrute o para ganar dinero, entonces tiene sentido comprar tu propia impresora.

Otra preocupación que tiene la gente es el coste de la electricidad de una impresora 3D. Esto último depende de una serie de factores que veremos más adelante.

El precio de una impresora 3D

Las impresoras 3D se basan en tipos de tecnologías muy diferentes. Desde las simples máquinas de 200 euros FDM hasta las más sofisticadas, el costo de una impresora 3D puede variar en decenas de miles de euros . Si estás pensando en comprar la tuya, debes averiguar qué tecnología se ajusta a tus necesidades.

Entre los elementos que debes tener en cuenta al comprar una máquina están su tamaño, velocidad, precisión y, muy importante, su tecnología de impresión. Esto definirá qué materiales estarán disponibles para dicho modelo y por supuesto, cuánto costará tu impresora 3D. Por lo tanto, primero debes tratar de responder a esta pregunta: ¿Qué es exactamente lo que quiero lograr con la impresión 3D?

Los costes de la impresora 3D: Tecnología de impresión FDM

Si sólo quieres descubrir esta tecnología y realizar tus primeros experimentos, puedes conseguir una impresora FDM 3D básica que satisfaga tus necesidades a partir de 200 euros. Aunque los productos de esta gama no son rápidos y no pueden imprimir piezas delgadas y precisas, las impresoras de bajo rango te ayudarán a familiarizarte con el proceso a bajo costo.

Si buscas una impresora 3D para fines profesionales, tu impresora 3D ya costará unos miles de euros. Puede que te preguntes qué justifica esa diferencia de precio. La razón es que las impresoras que están por debajo de ese rango no están pensadas para hacerse cargo de largos procesos de producción, y provocarían frecuentes averías.

Los costes de las impresoras 3D: Tecnologías de impresión avanzadas

El coste de una impresora 3D tendería a aumentar a medida que se adentra en tecnologías de impresión más sofisticadas. El precio de entrada de una impresora 3D SLS es de alrededor de 5.000 euros, y esta compra podría ser importante si necesitas hacer objetos complejos y quieres evitar la duración de la impresión de una impresora 3D FDM.

Por lo tanto, considera que el coste de tu impresora 3D aumentará si optas por otras tecnologías de impresión (como Multijet, Colorjet, DMLS…), aunque no todo el mundo puede permitírselo. Basándose en las cantidades que preveas imprimir, puede que no tenga sentido comprar tu propia impresora 3D. Los servicios de impresión online son una buena solución para permitirte el acceso a procesos de impresión avanzados sin tener que soportar los costes de una impresora 3D.

El precio de los materiales de impresión 3D

Anteriormente, mencionamos que la tecnología de impresión que se utilice definirá los materiales con los que se podrá imprimir. No es una gran sorpresa, cuanto más avanzada sea tu impresora 3D, más caros serán los materiales. Por lo tanto, te recomendamos que elijas la tecnología de tu impresora de acuerdo con el precio de los materiales que puedas comprar. Las discrepancias de precio entre todos los materiales son bastante altas, así que recuerda tener esto en cuenta en tus costes de impresión 3D.

Precios de los materiales y filamentos de impresión 3D

Termoplásticos

Los materiales más baratos que puedes conseguir son los de las tecnologías FDM. Los filamentos termoplásticos son los materiales más extendidos en la impresión 3D. Esta categoría abarca diferentes materiales (PETG, PLA, ABS…) pero no cuestan más que unas pocas decenas de dólares por kilo. Luego vienen los polvos de Nylon usados en las impresoras SLS. Nylon PA12, Nylon PA11/12, Nylon 3200 Relleno de vidrio, estos polímeros están disponibles en diferentes tipos pero su precio sigue siendo en general el mismo.

Los termoplásticos pueden ser una buena opción para algunas aplicaciones de prototipos, pero la calidad no será tan buena como la que pueden ofrecer las máquinas profesionales a escala. Por lo tanto, si se quiere imprimir un modelo de un producto final o el producto mismo, las opciones y tecnologías que un servicio de impresión en 3D puede ofrecer podrían ser una mejor opción que utilizar estos materiales con máquinas de bajo coste.

Fotopolímeros

Los fotopolímeros son termoestables de resina líquida que deben ser curados por la luz UV. Se utilizan en las impresoras 3D PolyJet, MultiJet y Stereolithography (SLA). El material del modelo de fotopolímero costará entre 0,32 y 0,36 euros por gramo, y el material de soporte entre 0,11 y 0,21 euros por gramo. Este coste se basa en el hecho de que las resinas de fotopolímero se hacen para estos procesos específicos de impresión 3D y no se usan tan ampliamente como los termoplásticos. Ten en cuenta que el SLA utiliza el material del modelo para las estructuras de soporte y, por lo tanto, no necesitarás comprar ningún material de soporte adicional.

Polímeros

Los polímeros son similares a los termoplásticos, pero existen en un estado de polvo fino y se sinterizan juntos mediante un láser con Sinterización Láser Selectiva (SLS). Este material en polvo es muy barato, cuesta alrededor de 0,10 euros por gramo. Debido a la naturaleza del proceso SLS que apoya las piezas con un tipo de «torta» de polvo de material no sinterizado, no se necesita otro material de apoyo.

Metales

Los materiales metálicos de impresión en 3D son esencialmente los mismos que los polímeros, ya que existen en forma de polvo y se funden entre sí mediante un láser con Sinterización Láser de Metal Directo (DMLS). Sin embargo, el material metálico es altamente costoso, alcanzando alrededor de 0,60 euros por gramo. Además, aunque el proceso de impresión del DMLS forma una torta de polvo como la del SLS, se necesitan estructuras de soporte porque el metal es más denso que el plástico.

Tiempo de impresión

Muchos factores influyen en el tiempo que se tarda en completar una impresión 3D. Estos factores provienen principalmente de las especificaciones de diseño de la pieza, incluyendo su complejidad, tamaño general, altura de la capa y resolución. A continuación, discutiremos cuáles son estos elementos y cómo pueden afectar el tiempo de construcción:

Complejidad

La complejidad de la geometría de una pieza determina en gran medida la forma de las capas transversales que la impresora 3D utiliza para crear la pieza. Si las capas son simples, como las capas de una sola isla para un cubo, la impresora puede completarlas rápidamente. Sin embargo, cuando hay características pequeñas, la impresora tendrá que detenerse, pasar a la siguiente ubicación donde el material continúa y comenzar de nuevo. Esto crea islas para las que la impresora debe formar límites antes de continuar. Además, algunas tecnologías de impresión en 3D utilizan material de apoyo para diseños complejos, y la creación de una capa compuesta tanto de material de modelo como de material de apoyo llevará más tiempo que una capa compuesta sólo de material de modelo.

Tamaño total

Una parte del tamaño puede acortar o extender el tiempo de impresión drásticamente. Cada impresora 3D tiene un punto de origen donde la boquilla del cabezal de impresión, el láser o el rayo de luz inicia cada capa. Una gran parte requiere que este cabezal de impresión se mueva a una distancia más lejana de su punto de origen y, por lo tanto, la capa tarda más en completarse que una parte con una huella más pequeña. Las piezas altas también suelen consumir mucho tiempo porque requieren más capas para construirlas. Sin embargo, en el caso de las piezas pequeñas, la impresora puede moverse rápidamente a través de la creación de capas porque el cabezal de impresión requiere menos movimiento desde su posición inicial.

Z Altura

Además del tamaño total, la altura Z o la altura de la capa elegida es un indicador de cuánto tiempo llevará imprimir tu pieza. Cada impresora 3D producirá las capas de tu pieza con una altura especificada para que todas las capas tengan un grosor uniforme. Las capas más gruesas permitirán que la pieza se imprima más rápidamente que con las capas más finas. Sin embargo, las capas más finas se pueden necesitar para una apariencia de mayor calidad en la pieza.

Resolución

La calidad de una pieza, que se ve afectada por la resolución de la impresora 3D, también vale la pena considerarla al calcular el tiempo de impresión. La resolución está determinada principalmente por la altura de la capa utilizada por la impresora 3D, que puede ser ajustada para una resolución más fina según se desee. Sin embargo, es importante señalar que una resolución más fina significará más capas, lo que significa más tiempo para imprimir tu pieza.

Además, puedes observar que si planea producir tu pieza con una impresora 3D de modelado de deposición fundida (FDM), también deberá tener en cuenta que el relleno influye en el tiempo de construcción de tu pieza. Las impresoras FDM vienen con ajustes automáticos para controlar el relleno de la pieza, y puede ser crucial determinar qué relleno se adaptará mejor a los requisitos de la aplicación de tu pieza y, al mismo tiempo, tener en cuenta el tiempo perdido o ganado con la selección.

Elementos que se suman a los costes en impresión 3D

Acabados

Basándote en lo sofisticado que te gustaría que fuera tu objeto, puede que necesites complementar el proceso de impresión en 3D con un trabajo de acabado. Tal vez la textura en bruto de tu impresión puede no tener un aspecto que le convenga. En este caso, puede que tengas que añadir trabajos de pulido extra para deshacerte de la imperfección de tu producto. Tal proceso puede ser usado en termoplásticos y algunas resinas. Además, puede que quieras personalizar tus impresiones en 3D con diferentes colores, aunque la mayoría de las tecnologías de impresión no son capaces de añadir colores al material al imprimir, lo que a su vez significa que habrá que añadir el teñido o la pintura (el más caro de los dos). La lista de todos los trabajos de acabado adicionales que puedes necesitar continúa, por ejemplo, con trabajos de barnizado o granallado (utilizado para los metales).

Aunque puede que no necesites ninguno de estos para preparar las piezas funcionales y de uso, piensa con antelación en los acabados que puedes necesitar. De hecho, estos procesos necesitan equipos y añaden más costes a tu proyecto de impresión en 3D.

Diseño

Hay un cierto número de opciones disponibles para los usuarios para diseñar un modelo de objeto. Ya sea que te lo diseñe un profesional independiente, compres tu propio software de CAD o incluso lo consigas en una base de datos de modelos 3D gratuita, los costes de diseño de tu impresión pueden ser diferentes. Pero aparte de esto, la forma en que tu modelo ha sido diseñado puede llevar a costos más altos o más bajos.

De hecho, tu diseño definirá primero la cantidad de material que tu impresión necesita. Además de establecer su tamaño, tu diseño 3D también establecerá el grosor de sus paredes y cuán densas serán sus partes.

Tener paredes gruesas es importante para que el objeto sea lo suficientemente fuerte, pero en caso de que quieras ahorrar dinero en materiales, comprueba si algunas partes pueden hacerse más delgadas. La densidad es también un criterio clave. Hacer algunas piezas de diseño huecas puede ayudarte a conseguirte ahorrar en los costes de impresión 3D. Aunque el ahuecamiento de los objetos impresos requiere habilidades, especialmente con piezas complejas, conocer el archivo de diseño es clave para saber cómo puedes optimizar el volumen de tu impresión.

Tener partes gruesas y de alta resolución en tu diseño se traducirá a su vez en un mayor número de capas durante el proceso de impresión en 3D. Mientras más ciclos necesite su proyecto para ser impreso, más electricidad usará la impresora 3D. Si está utilizando una impresora 3D de gama baja, este elemento puede no tener un gran impacto en sus costes de impresión 3D. Sin embargo, el uso de una impresora 3D más avanzada puede implicar altos costos de electricidad.

¿Cuánta energía usan las impresoras 3D?

La cantidad de electricidad que usa una impresora 3D depende de muchos factores. La mayoría de las impresoras 3D comparten componentes de potencia similares. Estos incluyen ventiladores de refrigeración, motores paso a paso, un extremo caliente para fundir materiales y una plataforma de construcción calentada. Pero el tamaño de una impresora, la edad de la máquina, su velocidad, la tecnología y los materiales utilizados también juegan un papel importante. Para el usuario doméstico promedio, no debería haber sorpresas desagradables con la factura de la electricidad. Sin embargo, para el uso comercial, las cosas cambian y hay que tener en cuenta más cosas por eso sería bueno preguntar al fabricante y explicarle para que va ser su uso.

Usando un servicio de impresión en 3D

Es muy posible entrar en la impresión 3D sin una impresora 3D. Hay algunos servicios de impresión 3D de buena calidad en línea que pueden producir tus modelos 3D por un precio. Esta es una forma barata de disfrutar de la tecnología si sólo planeas hacer un proyecto de vez en cuando. Sin embargo, si quieres tener más control y planeas entrar en serio en la impresión 3D, entonces es mejor invertir en tu propia máquina y materiales a largo plazo.

Comprar una impresora 3D vs. usar un servicio de impresión 3D

Tu pregunta es esta: ¿debería comprar una impresora 3D o usar un servicio de impresión 3D? Puede que ya te hayan decidido, pero hay muchos usuarios que se hacen está pregunta. Parte de la respuesta a tu pregunta se refiere a la cantidad. No tiene sentido invertir en una máquina y materiales si todo lo que quieres es imprimir un solo objeto o un pequeño puñado de piezas. Incluso si tienes un interés genuino en la tecnología, puede que quieras usar un servicio de impresión en 3D al principio. De esta manera, puedes ver si tienes una pasión duradera o si es sólo una moda pasajera. Hay una buena posibilidad de que te salga el gusanillo, pero siempre es una buena idea probar antes de sumergirte de cabeza.

Suma de los costes de la impresión en 3D

El tipo de impresora 3D y los materiales que se usan importan en cuanto a los costes. ¿Buscas producir objetos de alta calidad de varios tamaños? Si es así, entonces necesitará encontrar el coste total de la impresión, y luego compararlo con un servicio de impresión 3D. Es una ecuación simple que se verá algo así:

• Suma todos los costos de inversión (impresora, materiales, etc.)
• Tu tarifa horaria, si cobras por la impresión de objetos 3D…
• Todos los consumibles
• Dividir los costos anteriores por el número de objetos

Si esperas imprimir muchos objetos para otras personas, como un negocio, no olvides añadir el mantenimiento y las piezas de recambio a los costes totales, incluyendo el envío. Cuanto más imprimas y cuanto más largo sea el período, más fácil será tener una idea clara de cuánto cuesta producir piezas 3D con tus propios recursos. Todo lo que tienes que hacer entonces es averiguar cuánto costarían las piezas utilizando uno de los muchos servicios de 3D en línea o en algún negocio de tu municipio.

No todos los servicios de impresión 3D son iguales

Hay muchos servicios de impresión 3D en línea, pero también podría encontrar algunos en tu área local. Si el precio es correcto, los servicios locales funcionarán mejor, ya que no tendrás gastos de envío. También es menos complicado devolver las piezas si hay algún problema. Puedes tener reuniones cara a cara con los servicios locales, que es algo que mucha gente prefiere.

Un lugar que está resultando ser un regalo del cielo para los entusiastas de la impresión 3D es la biblioteca local. Una simple búsqueda en línea debería permitirle saber pronto si hay alguna en su área que ofrezca el servicio. Otro gran servicio local podría ser un Hackerspace.

Hackerspace

Un Hackerspace, también conocido como hacklab o fablab, es un concepto bastante nuevo. Son espacios de trabajo compartidos con una diferencia. Existen para ayudar a la gente a realizar proyectos de bricolaje que no pueden hacer en casa por varias razones. Esto es generalmente porque no tienen las herramientas o la experiencia necesaria para realizar determinado proyecto. Un Hackerspace bien administrado no sólo tiene herramientas, sino también clases de formación y una red de personas cualificadas en todo tipo de áreas. Hay mucha ayuda voluntaria en estos espacios, personas que ayudan a aquellos que necesitan una mano. Algunos Hackerspaces incluyen la impresión en 3D como parte de su local. Asegúrate de buscar un Hackerspace que opere en tu área si te interesa.

Servicios en línea

Los servicios de impresión 3D en línea los puedes encontrar fácilmente en la actualidad, con nuevos servicios que aparecen todo el tiempo. Normalmente son profesionales los que dirigen estos sitios, gente que sabe lo que se necesita para dar vida a tus ideas. Algunos incluso toman tu idea y la ejecutan, lo que significa que ni siquiera tienes que proporcionar el modelo 3D (archivo de diseño digital). Estos servicios son perfectos para la gente que quiere las piezas 3D pero no tiene interés en el aspecto técnico de las cosas. Para modelos más pequeños, los servicios de impresión 3D en línea suelen prometer la entrega en unos tres días. Algunos de los Servicios en línea más conocidos son Shapeways, MakeXYZ, Ponoko, y You3DIt

Todos los pasatiempos cuestan algo. Si quieres tu propia impresora 3D y estás feliz de pagar el precio, entonces no hay nada más que decir. Si el costo es una preocupación, entonces siempre puedes mirar uno de los kits de impresoras 3D baratas. Esto te permitirá construir tu propia máquina y disfrutar de la tecnología en tu tiempo libre. El punto principal es conocer todos los costos de la impresión 3D DIY vs. servicios de impresión antes de comprometerse con nada. Además, asegúrate de saber cuáles son tus expectativas.

Elige los siguientes servicios según lo que necesites:

• ¿Ofrece el servicio asistencia en el diseño, si lo necesitas?
• ¿Puedes elegir los materiales para tu proyecto?
• ¿Ofrece el servicio las técnicas de impresión en 3D que deseas?

Calculadora del precio de imprimir en 3D

Por último vamos a utilizar esta calculadora de impresora 3D que divide el coste total de un trabajo de impresión 3D en dos partes: el coste del material, que corresponde directamente al material que se utilizará, y el coste de la mano de obra, asociado al tiempo de impresión. Además, puedes añadir un margen de beneficio para asegurarte de que estás obteniendo al menos algún beneficio en cada artículo que imprimas.

Calculamos el coste del material según la siguiente fórmula: material cost = ρ * π * (d/2)² * L * price

donde

• ρ es la densidad del material,
• d es el diámetro del filamento,
• L es la longitud del filamento utilizado para la impresión,
• El precio es el coste del material por unidad de peso (por kilogramo o libra).

Una vez que conozcas el costo del material, es hora de averiguar cuál es el coste de la mano de obra: labor cost = time * hourly rate

donde

• El tiempo es el tiempo necesario para terminar el trabajo,
• La tarifa por hora es el coste por una hora de impresión 3D.

Al final de los cálculos, nuestra calculadora de costos de impresión 3D añade el margen de beneficio para contabilizar la ganancia: final price = (material cost + labor cost) * (100% + markup)

Asegúrate de experimentar con el resultado, por ejemplo cambiando tu tarifa horaria o añadiendo media hora al tiempo de impresión para simular una extrusora atascada que necesitas arreglar.