3D打印技术：解析打印设备、材料和流程成本分析

濮阳珊平认证作者2023/8/6 18:04:55

随着科技的不断发展进步，三维打印（3D 印刷）已成为一种广泛应用的技术手段。在工业制造领域中被用来快速生产零件或原型模型；而在医疗行业上则可以通过定制化的方式制作假肢、牙科设备等产品来帮助患者恢复健康和生活质量。本文将对三种常见的 3D 打印机进行解析，分析其成本构成及其差异以及如何降低3D打印技术的整体成本：

1. 解析打印设备种类及功能特点

目前市场上存在不同的三维打印设备类型，主要包括逐层建模（SLA）、快速成形（FDM/FFT）和激光束熔覆（Laser Sintering, LS / Laser Metal Deposition, LMD)。每种3D打印机具有各自的优点与局限性。

1、SLA打印机

通过将基底材料逐层曝光、涂布或烧结，生成零件或模型表面结构化成三维形状的过程实现 3D 印刷技术。SLA 是当前市场上应用最广泛且成熟度最高的3D打印机之一。该类设备的优点在于快速制造精度高和低成本等特点；缺点则是部分材料限制（如某些对光感较敏感），对于复杂几何模型打印效果不佳等问题仍存在挑战性。

2、FDM/FFT打印机

通过将熔融塑料沿轴向逐层流延形成零件或模型的过程实现 3D 印刷技术。FDM和FFT是基于材料成型原理的同一类型设备的不同名称，其区别在于各自采用不同的热固化方法（即第一代、第二一代 Fused Deposition Modeling）来构建对象结构特征。这种类型的3D打印机适用于制作复杂形状模型以及塑料零件等应用场景；缺点则包括较低的打印速度和较高的成本等方面的问题。

3、LS/LMD打印机

通过将激光束熔覆材料（金属或陶瓷）实现 3D 印刷技术。此种方式通常用于制造具有高精度、耐用性和可再现性的产品，如医疗器械、精密电子元件等领域中。LS和LMD在成本上相对较低；缺点则包括需要较高的工作经验水平以及对特定的材料（例如金属或陶瓷）的特殊要求等问题限制了其广泛应用。

2、解析打印设备成本构成分析

1、SLA3D打印机的整体制造成本主要包括

硬件元件、扫描器/传感器和驱动程序等软件组件，其中光学系统的设计与生产都需投入高昂的人力资源；而原材料则包括SLS基底材料（如聚酰胺）以及光敏树脂。

2、FDM/FFT3D打印机的整体制造成本主要包括

硬件元件、加热器及热管、传动装置和软件组件等，其中添加进料需要配备加固式或可移位式的机械系统；而原材料则包括熔融塑料（如ABS）以及助焊剂。

3、LS/LMD3D打印机的整体制造成本主要包括

硬件元件、激光束及相关光学器件、加热器和传动装置等软件组件，其中高精度部件设计与生产都需要耗费大量时间；而原材料则包括金属或陶瓷材料（如钨铬金）以及助焊剂。

3. 解析打印设备成本构成分析可以发现3D打印机的制造成本主要分为硬件元件、驱动程序和供应链等方面组成。具体计算方法如下：

1. 根据制造商提供的信息，统计每种 3D 打印机对应的基础价格（如单个 SLA/FFT/LS/LMD 机器）；然后将材料费用以及其他相关零部件成本等逐一添加到总账中进行汇总和分析。通过此方式可以准确地评估不同类型的3D 打印机的整体制造成本，并从中发现差异之处以提高生产效率、降低整个系统运作中的成本。

了解三种不同的 3D 打印设备以及其材料特点与工艺流程对减少成本至关重要；而精确分析和比较每个类型之间的优势与不足则有助于选择最适合特定应用场景的3D 打印机及其相关的制造过程来实现更好的效益。