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コラム 2021.11.15 更新

3Dプリンターのコストについて考えてみる

3Dプリンターのコストについて考えてみる

3Dプリンター以外でも、新しく設備機器を導入するにあたって、費用対効果がどれだけ見込めるかを考える事が重要な事です。
3Dプリンターの価格は約2万円~1億円と、非常に幅が広くあります。特に、ミッドレンジは多くのプリンターがあり、主に中小企業の製造業にニーズが多くあります。

◆コスト分類

個人向け低価格3Dプリンター(2万円~30万円)

コンシューマ向け3Dプリンターは通常、2万円~30万円程度で購入する事が出来ます。これらは通常、FFF(FDM)方式であり、3Dプリンターの仕組みを学び、おもちゃや小物を個人的に使用するために造形したい人に適しています。コンシューマ向けの3Dプリンターは低価格のハードウェアとオープンソースソフトウェアを中心に構築されているため、チューニング、トラブルシューティング、およびメンテナンスに時間を費やすことになります。材料の選択は、PLA、PETG、ABSなどの扱いやすいプラスチックに限定される傾向があります。

ミッドレンジ3Dプリンター(30万円~150万円)

もっとも多くの製品が販売されているミッドレンジクラスの3Dプリンター。
価格は、30万円~150万円程度で通常、FFF方式やSLA方式の3Dプリンターがあります。
コンシューマ向けの3Dプリンターよりも、作りがしっかりしており、専用のマニュアルやカスタマーサポートなど、アフターフォローのコンテンツも多くなります。
また、機能性のある材料も使えるようになり、企業の業務にうまくフィットすれば、非常に大きな費用対効果を見込めます。

産業用3Dプリンター(150万円~1,500万円)

産業用の3Dプリンターは、ミッドレンジよりも部品の精度や機械の堅牢度、造形スピードが向上した最高品質の3Dプリンターです。通常、150万円~1,500万円の間で販売されており、FFF方式やSLA方式だと一番グレードが高いハイエンドモデルに分類されます。
また、この分類には、最も手ごろな金属3Dプリンターも含まれております。

◆製造コスト

機械の本体価格と同様に重要なのは、製造コストです。
一言に部品を製造するといっても、数えきれないほどの製造方法がある為、今回は大きな枠組みとして3つに分類して考えてみます。

社内での機械加工

社内で部品を機械加工する際に、考えなければいけないコストは「機械を操作するためのコスト」「材料費」「保守やメンテナンス費」です。
特に「機械を操作するためのコスト」が重要です。これには、機械工の人件費やソフトウェア等も含まれます。実際に機械加工をする場合には、ツールパスの作成やセットアップ、プログラミングなどがあり、「機械を操作するためのコスト」が1時間当たり7,000円程度だとすると、実際の機械加工に5時間かかる場合、3万5000円程度の費用を費やす事になります。これに追加して材料費や工具などのメンテナンス費が発生します。

外注

業者に外注を頼む場合、上記のようなコストは発生しませんが、マージンが発生する為、一般的に社内で機械加工をする際に発生する製造コストよりも、高いコストがかかります。
例えば、社内で機械加工をした場合にコストが3万~4万円程度かかるものは、外注をすると10万円程のコストがかかります。さらに、設計や打ち合わせ等の時間的コストも効率が悪く、反復作業を繰り返して、数日から1週間に及ぶ可能性もあります。

社内での3Dプリンターを使用した製造

精度や材料の物性値の基準をクリアできれば、有効な手段です。
他の2つの製造方法よりもはるかに安く部品を製造する事が出来ます。製造コストは、「材料費」と「メンテナンス」のみです。材料は、機械加工と違い無駄になってしまう端材も少なく効率的です。さらに、機械工の時間や外部の人件費を必要とせずに操作が可能です。

◆3Dプリンターを導入した際のROIの計算

ROIを計算するには、現在の製造方法のコストを計算し、同じ部品を製造するためのコストを差し引いて計算をします。
以下の計算式は、一般的なROI計算方法です。

部品コストがすべてではないことを覚えておくことが重要です。
プリンターは、部品毎の節約をはるかに上回るビジネス上のメリットがあります。エンジニア、設計者、技術者が機能部品を同じ日または翌日に入手できるということは、チームがより迅速に対応することが可能になり、数か月ではなく数日で完璧な設計を行えることが出来ます。3Dプリンターの導入は、設計の柔軟性を高め、市場投入までの時間を短縮し、計画外のダウンタイムを削減します。



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