Obliczanie kosztu kondycjonowania zużytego proszku MJF do druku SLS na Lisa X

W miarę jak produkcja addytywna coraz mocniej przesuwa granice efektywności i zrównoważonego rozwoju, coraz więcej firm szuka sprytnych sposobów na obniżenie kosztów bez pogorszenia jakości części. Jednym z obiecujących obszarów innowacji jest ponowne wykorzystanie proszku — konkretnie, przetwarzanie zużytego proszku PA12 z procesów Multi Jet Fusion (MJF) do użycia w druku metodą Selective Laser Sintering (SLS) na drukarkach z otwartą platformą, takich jak Sinterit Lisa X.

Chociaż korzyści z ponownego użycia proszku — mniejsze odpady materiałowe, niższe koszty i lepsza zrównoważona produkcja — są oczywiste, wiele firm nie wie, jak dokładnie oszacować całkowity koszt tego procesu. W tym artykule omówimy, jak obliczyć koszt kondycjonowania zużytego proszku PA12 z MJF do ponownego użycia w druku SLS na drukarce Lisa X, opierając się na rzeczywistych danych i przykładach scenariuszy.

Dlaczego warto używać proszku MJF w druku SLS?

Technologia MJF, stosowana np. w serii Jet Fusion 4200/5200 firmy HP, generuje znaczną ilość nadmiarowego proszku po każdym wydruku. Ten pozostały materiał, często nazywany proszkiem zużytym, nadal posiada właściwości fizyczne i chemiczne odpowiednie do spiekania, ale zazwyczaj jest odrzucany z powodu ograniczeń ponownego użycia wynikających z procesów charakterystycznych dla MJF.

W bardziej elastycznym systemie SLS, takim jak Lisa X, który pozwala na stosowanie otwartych materiałów i niestandardowych profili, ten zużyty proszek może zostać skutecznie odnowiony i ponownie wykorzystany — znacznie poprawiając efektywność wykorzystania zasobów. Wymaga to jednak odpowiednich działań: dodania dodatków, przesiewania i właściwego przechowywania proszku, aby zapewnić spójność jakości wydruku.

Ile właściwie kosztuje ten proces?

Główne czynniki kosztowe

Koszt kondycjonowania zużytego proszku MJF do użytku w SLS zależy od kilku czynników:

1. Miesięczne zużycie proszku
2. Dawkowanie dodatku węglowego
3. Robocizna
4. Wolumen i częstotliwość wydruków
5. Zwrot wartości proszku

Przejdźmy przez każdy z tych elementów, używając przykładowych danych z arkusza kalkulacyjnego symulującego działanie Lisa X wykonującej regularne wydruki z odświeżonego proszku HP PA12.

Miesięczne zużycie proszku

Miesięczne zużycie proszku przez drukarkę Lisa X zależy w dużej mierze od rodzaju produkowanych elementów. Wielkość części, ich gęstość, strategia ułożenia oraz częstotliwość wydruków wpływają na zapotrzebowanie na materiał. Najdokładniejszym sposobem oszacowania zużycia proszku jest przygotowanie wydruku w Sinterit Studio, wygenerowanie pliku warstw, a następnie skopiowanie danych o zużyciu materiału do naszego arkusza kalkulacyjnego do obliczeń kosztów. Link do tego arkusza znajduje się na końcu artykułu.

Na podstawie danych od naszych partnerów, maksymalne realistyczne zużycie proszku przez jedną drukarkę Lisa X wynosi około 50 kg miesięcznie przy użyciu wysokiej jakości zużytego proszku HP PA12 i do 75 kg w przypadku proszku w gorszym stanie (który zwykle wymaga większych ilości do uzyskania powtarzalnych wyników). Te wartości stanowią przydatny punkt odniesienia przy ocenie potencjalnych możliwości produkcyjnych i kosztów kondycjonowania.

Wymagania dotyczące dodatku węglowego

Aby odnowić zużyty proszek HP PA12 do druku SLS, do materiału dodaje się dodatek węglowy, który poprawia jego płynność, spójność i zachowanie podczas spiekania. Zalecana dawka to 7 gramów węgla na kilogram proszku, ale całkowita ilość potrzebna miesięcznie będzie oczywiście zależała od ilości proszku, którą planujesz przetworzyć.

Podobnie jak w przypadku szacowania proszku, dokładne zapotrzebowanie na węgiel można obliczyć w Sinterit Studio i naszym arkuszu kalkulacyjnym. Po wygenerowaniu pliku warstw w Sinterit Studio, należy skopiować szacowane zużycie proszku do kalkulatora, a on automatycznie obliczy potrzebną ilość węgla na podstawie stosunku 7 g/kg.

Na podstawie doświadczeń z terenu, odnowienie 50–75 kg zużytego proszku HP PA12 miesięcznie wymaga około 350–525 gramów dodatku węglowego. Ta stosunkowo niewielka inwestycja w dodatek ma kluczowe znaczenie dla skutecznego ponownego wykorzystania proszku, który w innym przypadku zostałby wyrzucony.

Uwzględnienie kosztów robocizny

Chociaż koszty materiałów stanowią podstawę procesu odświeżania proszku, czas pracy również ma wpływ na całkowity koszt. Kondycjonowanie jednej pełnej partii 8 kg zużytego proszku HP PA12 zajmuje zazwyczaj około 2 godzin, ale warto zaznaczyć, że 1,5 godziny z tego to czas pracy mieszalnika CADmix II, podczas którego operator nie musi być aktywnie zaangażowany i może wykonywać inne zadania.

Oznacza to, że rzeczywisty czas pracy ręcznej to około 30 minut na partię. Przy średniej stawce technika wynoszącej 20–30 € za godzinę, efektywny koszt pracy na partię to około 10–15 €, czyli 1,25–1,90 € za kilogram odświeżonego proszku. Ten minimalny nakład pracy — połączony z wysoką odzyskaną wartością materiału — sprawia, że proces jest bardzo efektywny i opłacalny, szczególnie w środowiskach produkcyjnych, gdzie multitasking jest standardową praktyką.

Dodatkowe korzyści

Oprócz bezpośrednich oszczędności, ponowne wykorzystanie proszku MJF na drukarce Lisa X niesie ze sobą kilka dodatkowych korzyści:

• optymalizacja zapasów: zużyty proszek MJF staje się zasobem, a nie odpadem,
• zrównoważony rozwój: ograniczenie utylizacji odpadów wspiera cele ESG,
• zwrot z inwestycji między technologiami: jeśli w firmie są już systemy MJF, to podejście pozwala wykorzystać materiały, które w przeciwnym razie byłyby niewykorzystane — zwiększając ROI obu maszyn,
• elastyczność materiałowa: Lisa X od Sinterit umożliwia precyzyjne dostosowanie parametrów materiału, co zapewnia dobre wyniki nawet przy niestandardowych proszkach.

Ograniczenia, o których należy pamiętać

Oczywiście, ten proces nie jest pozbawiony zastrzeżeń.

1. Jakość proszku pogarsza się z czasem. Nawet z dodatkami, ponownie używany proszek może być wykorzystywany tylko ograniczoną liczbę razy, zanim nastąpi jego degradacja.
2. Kontrola procesu jest kluczowa. Źle wymieszane partie lub niewłaściwe przesiewanie mogą prowadzić do nieudanych wydruków.
3. Przechowywanie ma znaczenie. Wilgoć lub zanieczyszczenia mogą zniszczyć partię — szczelne i suche warunki są niezbędne.

Jednak przy zachowaniu dyscypliny i użyciu odpowiednich narzędzi, te ryzyka są łatwe do opanowania — i znacznie mniejsze niż potencjalne korzyści.

Wnioski końcowe

Kondycjonowanie zużytego proszku MJF do druku na drukarce Lisa X nie tylko jest możliwe — jest również ekonomicznie uzasadnione. Przy kosztach poniżej 4,20 € za kilogram (łącznie z dodatkiem i robocizną), metoda ta pozwala małym i średnim firmom utrzymać konkurencyjność bez poświęcania jakości.

Co więcej, proces może być częściowo zautomatyzowany dzięki narzędziom takim jak CADmix II, co minimalizuje nakład pracy. W połączeniu z korzyściami środowiskowymi wynikającymi z ponownego użycia materiału, kondycjonowanie proszku MJF to inteligentna, zrównoważona strategia dla długoterminowego sukcesu w druku 3D.

Jeśli chcesz obliczyć własne scenariusze, pobierz pełny arkusz kalkulacyjny i wprowadź konkretne wolumeny modeli, cykle wydruków oraz stawki robocizny.

FAQ: koszt kondycjonowania zużytego proszku MJF do druku SLS na drukarce Lisa X

Sprawdź, jak ponownie wykorzystać PA12 z technologii MJF w druku SLS na drukarce Lisa X.

Jakub Malec

Inżynier Aplikacji

[email protected]

Inżynier aplikacji z sześcioletnim doświadczeniem w pracy z drukiem 3D w technologii SLS. Specjalizuje się w pomaganiu firmom odkrywać, jak druk SLS może zwiększyć ich produktywność i zoptymalizować koszty.