Не пластик: що насправді робить друк дорогим

Почнімо з пластику, бо з ним найпростіше

Трекери цін цього року дають стандартний PLA приблизно по два центи за грам, PETG трохи дешевше, ширший ринок — десь $15–30 за кілограм. Інженерні матеріали значно дорожчі: нейлон, PC і вуглецеві композити — $70–150 за кілограм.

Отже, кронштейн на 40 г — це близько 36 ₴ пластику (80 центів за курсом НБУ). Запамʼятайте це число — несподіванка в інших двох рядках.

Філамент — рядок, який видно. Ціну вирішує рядок, якого не видно: чийсь час.

Машина коштує менше, ніж здається

Сучасний закритий настільний принтер у середньому споживає близько 0,1 кВт·год на годину друку: перші хвилину-дві близько 850 Вт, поки гріється стіл, далі — кілька десятків ватів. За європейськими тарифами тригодинний друк по електриці — копійки. Амортизація більша, але теж невелика: принтер класу €500–900, розподілений на кілька тисяч годин друку, — це центи за годину, плюс сопла, ремені й столи.

То чому ж кожен розрахунок росте разом із часом друку? Бо принтер робить одну роботу за раз. Шість годин на столі — це шість годин, які чекає наступне замовлення, і майстерня з трьома машинами продає години, а не кілограми. Час друку — це зайнятість машини, а не електрика. Тому його й рахують погодинно: пара доларів за машино-годину для настільного FDM і на порядки більше для промислового обладнання.

Дороге — це людина

Нарізати, запустити, повернутися, зняти деталь зі столу, зрізати підтримки, перевірити, спакувати, відправити. Посібники з ціноутворення для друкарень закладають на це приблизно пʼятнадцять-тридцять хвилин людської уваги на замовлення — і це ті самі пʼятнадцять-тридцять, важить деталь 3 г чи 300 г.

Складімо три рядки разом для того ж кронштейна на 40 г і двогодинного друку. Ставку за годину ніхто, крім вас, не підставить, тож візьмімо свідомо скромну — 225 ₴ на годину (близько пʼяти доларів), майстерня, а не Захід:

• філамент: близько 36 ₴
• машина: близько 23 ₴, амортизація й електрика разом
• двадцять хвилин людини: близько 75 ₴

Людина лишається найбільшим рядком навіть за тієї ставки, за якої це найважче довести. За €15 на годину — приблизно стільки ті самі двадцять хвилин коштують у більшій частині Європи — це вже €5, і сперечатися нема про що. Підставте ставку, у яку вірите: порядок не зміниться, зміниться лише розрив.

Саме тому в сервісів або є мінімальне замовлення, або воно тихо зашите в ціну першої штуки. У нас це 200 ₴ (за кордоном — десять доларів, євро чи фунтів) — і це не плата за пластик.

Промислове адитивне виробництво міряє той самий ефект там, де його міряють як слід: звіт Wohlers оцінював підготовку й постобробку приблизно у 40 % вартості виготовлення деталі, а для металу називають 30–70 %. Це не настільні числа і вони не переносяться — інші машини, зовсім інша постобробка. Вони тут лише тому, що вказують у той самий бік: друк є найдешевшою частиною друку.

І дещо з цього викидають

Ще дві речі, за які ви платите і які до вас не доїдуть. Підтримки — це куплений філамент, надрукований для того, щоб його відламали й викинули. І друки зриваються: опитування щодо настільного FDM дають від кількох відсотків у контрольованій майстерні до 20–40 % у відкритій студії з випадковими користувачами. Хай яке в майстерні справжнє число, передруки сидять у ціні тих друків, що вдалися.

Зрив коштує не пластику. Він коштує всього, що витрачено до моменту, коли деталь відірвало: якщо це сталося на одинадцятій годині чотирнадцятигодинного друку, згоріли одинадцять машинних годин і вся вкладена увага, а відлік починається з нуля.

Тому ризик розподілений нерівномірно, і закладати його — не шахрайство. Висока деталь на вузькій основі, широка пласка панель із пластику, що стягується під час охолодження, перший шар, який майже не торкається столу, — усе це зовсім інша розмова, ніж кронштейн розміром з долоню, і кожна майстерня несе цей ризик десь у ціні. Більшість, і ми теж, несуть його рівномірним припуском у кожному замовленні, а не надбавкою на ризиковані. Для справді незручної геометрії припуск закінчується і починається розрахунок вручну.

Що ви справді можете змінити

• Просіть стінки, а не заповнення. Найчіткіше це показали тести CNC Kitchen: за однакової ваги додані периметри дали приблизно на 22 % більше міцності, ніж додане заповнення. Два зайві периметри коштують трохи пластику й трохи часу; 50 % заповнення коштують дуже багато і того, і того.
• Замовляйте більше однієї. Нагрів столу, продувка й калібрування відбуваються раз на стіл, скільки б копій на ньому не стояло, а пʼятнадцять хвилин обробки — на замовлення, а не на деталь. Десять кронштейнів ніде й ніколи не коштують як десять разів по одному.
• Спершу поверніть деталь, потім просіть підтримки. Підтримки — це філамент на друк, хвилини на зняття і зіпсована поверхня там, де вони торкалися. Фаска 45° замість горизонтального виступу часто знімає потребу взагалі, і вона безкоштовна.
• Легше не означає дешевше. Периметри друкуються повільно, заповнення — швидко, тож ґратчаста деталь може пробути на столі довше за суцільний брусок, з якого її вирізали, важачи втричі менше.
• Обирайте матеріал під задачу, а не під розрахунок. PLA і PETG різняться на копійки. TPU, нейлон, PC і вуглецеві композити справді дорожчі в кілька разів — і ось там матеріал стає рядком, про який варто говорити.

Порада з майстерні. Наріжте файл у Bambu Studio, перш ніж надсилати. 3MF несе час і вагу від самого слайсера, тож оцінка спирається на числа, з якими справді працюватиме принтер, а не на наші, — хвилина вашого часу за цифру, ближчу до остаточної.

Чому наш розрахунок — діапазон

Бо оцінка має показувати, наскільки вона впевнена. Для звичайної деталі, яку ми можемо обміряти, діапазон має ширину 10 % від нижньої межі до верхньої — по 5 % в обидва боки від середини. Тонкостінна й дрібна геометрія отримує 20 %, бо саме там оцінка з обʼєму та площі найслабша, і краще сказати про це прямо, ніж вдавати. 3MF, який ви нарізали самі, діапазону не звужує, але ставить його середину на час і вагу зі слайсера — а кращого за них ми вивести не можемо.

Хвилина в Bambu Studio переводить вас у вузьку смугу.

Що на ціну не впливає

Колір, якщо він є в нас на полиці. Те, скільки ви деталь моделювали. Те, наскільки вигадливо вона виглядає: куб і тиждень роботи в CAD, того самого розміру, з того самого пластику і однаково придатні до друку, коштують однаково — у машини немає думки щодо дотепної геометрії.

Але останнє слово тут вирішальне. Складна на вигляд — безкоштовно; складна в друці — ні. Висота на вузькій основі, великі пласкі площини в ABS чи ASA, довгі прольоти без опори, нависання, які треба підперти, — усе це перетворюється на підтримки, на хвилини чиєїсь уваги, а іноді й на другу спробу, і всі три — реальні витрати. Автоматична оцінка нічого з цього не бачить, тож для такої деталі розрахунок, який напише людина, може від неї відрізнятися.

А якщо розрахунок виглядає дивним для того, що ви завантажили, — іноді так і є. Напишіть у примітках, і ми перерахуємо вручну.

Часті питання

Чому деталь вагою в грам усе одно коштує близько двохсот гривень? Під кожним розрахунком є нижня межа — і це не спроба заробити на дрібниці. Крихітній деталі так само треба нагріти стіл, подивитися на перший шар, зняти її, перевірити, запакувати й підписати. Жодна з цих хвилин не зменшується разом з обʼєктом. Нижче за цю межу ми доплачували б за право взяти замовлення.

Чи сильно здешевить друк менше заповнення? Менше, ніж очікують. Заповнення друкується швидко й важить мало; і пластик, і хвилини насправді йдуть на периметри та суцільні верх і низ. Перехід із 20 % на 10 % на звичайній деталі зазвичай зсуває суму на кілька відсотків, а не на третину, — і коштує реальної міцності за ці кілька відсотків.

Чому я плачу за підтримки, які викидаю? Бо їх надрукували. Підтримки — це філамент, проштовханий крізь сопло, і час, витрачений на його укладання, а далі ще час на те, щоб їх зняти й підчистити слід. Це найдорожчий пластик у роботі саме тому, що додому з вами не їде нічого з нього — і тому поворот деталі є найвигіднішою хвилиною, яку на неї взагалі витрачають.

Одна велика деталь дешевша за кілька малих? Проти кількох окремих замовлень — так, очевидно. На одному столі різниця сильно звужується: нагрів і калібрування відбуваються один раз у будь-якому разі, а далі лишається сам друк. Розділити деталь, бо вона не влазить на стіл, — це не штраф. А надіслати її трьома замовленнями в три різні дні — штраф.

Чому ціна змінилася після того, як її подивилася людина? Автоматичний прохід читає обʼєм, габаритну коробку й площу поверхні — і каже, наскільки він у собі впевнений. Людина читає, що деталь має робити. Нависання, яке треба підперти, стінка, затонка, щоб пережити пошту, широка пласка площина, яку поведе в ABS, — усе це зсуває число в будь-який бік, і саме написана руками цифра є остаточною.