近年来,3D打印技术,特别是在航空航天、汽车制造、生物医疗等前沿领域,已成为复杂结构件研发与生产的关键技术。针对广大制造企业而言,评估金属3D打印技术的经济效能,即其能否有效助力企业成本控制与产能提升,具有重要实践意义。以下,我们将通过具体案例分析其经济效益。
如图是一件电动牙刷手柄模具镶件。面对传统方法难以实现的理想材料性能与水路设计挑战,客户最终采用了毅速ESU-EM201高导热不锈钢粉末进行3D打印。该材料导热性能约为普通不锈钢打印材料的四倍,结合3D打印特有的螺旋形水路优化设计,显著提升了零件的冷却效率,使得产品达到顶出温度的时间由19.5秒缩短至13.02秒,整体温差从接近10℃缩减至仅3℃,冷却周期缩短了33%,显著优化了生产流程。
尽管初期投资上,3D打印模具镶件的成本高于传统水路镶件,但从长远来看,其经济效益显著。具体而言,单件产品成本从1.0568元降低至0.7548元,成本回收周期缩短至6.5天,同时模具及注塑设备的总体投入减少了约28%。这一结果表明,金属3D打印技术在提升生产效率、降低生产成本方面展现出显著优势,相较于传统模具制造方式,其整体经济效益更为突出。
进一步分析,金属3D打印的成本结构主要包括成型精度、质量、时间、设备购置、材料消耗、维护费用及人工成本等要素,其中材料成本占据主导地位。随着3D打印技术的商业化进程加速,金属3D打印的成本正逐步降低。特别是随着生产规模的扩大及如ESU-EM201等高性能专用材料的持续研发,预计未来金属3D打印的成本将进一步下降,其经济性将持续提升,有望成为制造业转型升级中的主流制造技术之一。