El precio de etiqueta del filamento de impresión 3D (entre 20 y 25 dólares por kilogramo) lo hace parecer un método de fabricación increíblemente barato. Pero el costo del material es sólo uno de los cuatro componentes del costo. Cuando se incluyen la electricidad, la depreciación de la máquina y el costo estadístico de las impresiones fallidas, el costo real por pieza suele ser entre 2 y 4 veces la cifra de la materia prima por sí sola.
Los cuatro componentes del costo
Cada impresión 3D tiene cuatro factores de coste:
- Costo del material: filamento o resina consumidos por la impresión
- Coste de electricidad: consumo de energía de la impresora durante la duración de la impresión
- Depreciación de la máquina: distribución del precio de compra de la impresora a lo largo de su vida útil
- Factor de impresión fallida: coste estadístico de las impresiones que no se completan correctamente
Total Print Cost = Material + Electricity + Depreciation + Failure Overhead
Costo del material: filamento versus resina
El consumo de material depende del volumen de la pieza y del porcentaje de relleno. Las piezas sólidas utilizan significativamente más material que las piezas con un relleno del 15 al 20 %.
| Material | Cost per kg/L | Density | Cost per cm³ |
|---|---|---|---|
| PLA | $20/kg | 1.24 g/cm³ | $0.025 |
| ABS | $22/kg | 1.04 g/cm³ | $0.023 |
| PETG | $25/kg | 1.27 g/cm³ | $0.032 |
| TPU (flexible) | $28/kg | 1.21 g/cm³ | $0.034 |
| Standard resin | $35/L | — | $0.035 |
| Engineering resin | $65/L | — | $0.065 |
Ejemplo: una pieza de 50 cm³ con un relleno del 20 % (volumen efectivo ~15 cm³):
Material cost (PLA) = 15 cm³ × $0.025 = $0.38
Material cost (standard resin) = 15 cm³ × $0.035 = $0.53
El software Slicer (Cura, PrusaSlicer) muestra el peso exacto del material en gramos: divida por 1000 para obtener kg, multiplique por el precio por kg para obtener un costo preciso del material.
Costo de electricidad por impresión
La mayoría de las impresoras FDM consumen entre 80 y 200 W durante la impresión activa. Las impresoras de resina utilizan menos (30 a 60 W), pero requieren estaciones de curado UV (20 a 40 W durante 5 a 15 minutos por impresión).
Electricity Cost = (Printer Wattage / 1000) × Print Hours × Electricity Rate
Ejemplo: impresión de 8 horas a 150 W, electricidad a 0,14 $/kWh:
Electricity = (150/1000) × 8 × $0.14 = $0.17
Este suele ser el componente de costo más pequeño para las impresoras domésticas en regiones de electricidad de costo moderado.
| Printer Type | Typical Draw | 8-hr Cost ($0.14/kWh) |
|---|---|---|
| Entry FDM (Ender 3) | 80W | $0.09 |
| Mid-range FDM (Bambu X1C) | 200W | $0.22 |
| MSLA Resin (Anycubic Photon) | 40W | $0.04 |
| Large format FDM | 350W | $0.39 |
Depreciación de la máquina
Las impresoras se desgastan. Las boquillas, los tubos de PTFE, las placas de construcción y las correas requieren reemplazo periódico. El coste total de la máquina (compra + consumibles durante su vida útil) debe distribuirse entre el total de horas de impresión.
Depreciation per Hour = (Machine Cost + Consumables over Life) ÷ Total Print Hours in Lifespan
Ejemplo: impresora FDM de entrada de $300:
- Consumibles durante 3 años: ~$120 (boquillas, tubos, placa de construcción)
- Horas totales de impresión estimadas: 3.000 horas
Depreciation = ($300 + $120) ÷ 3,000 = $0.14/hour
Para una impresión de 8 horas: 1,12 dólares de depreciación de la máquina.
| Printer Price | Est. Life Hours | Hourly Depreciation |
|---|---|---|
| $200 entry FDM | 2,000 hrs | $0.10/hr |
| $500 mid-range FDM | 4,000 hrs | $0.13/hr |
| $800 resin printer | 2,000 hrs | $0.40/hr |
| $1,500 CoreXY | 5,000 hrs | $0.30/hr |
Las impresoras de resina tienen una mayor depreciación por hora debido a los costos de reemplazo de la película FEP y del IVA (tanque de resina).
Contabilidad de impresiones fallidas
Ninguna impresora tiene éxito el 100% de las veces. Las fallas de adhesión de la primera capa, las cuerdas, las deformaciones y los cortes de energía provocan impresiones fallidas que consumen material, electricidad y tiempo sin producir una pieza utilizable.
Failure-Adjusted Cost = Base Print Cost ÷ (1 - Failure Rate)
Si su tasa de fracaso es del 15%:
Adjusted Cost = Base Cost ÷ 0.85 = Base Cost × 1.18
Tasas de error típicas por nivel de experiencia y tipo de impresora:
| Scenario | Failure Rate |
|---|---|
| Experienced user, tuned FDM | 5–10% |
| New user, FDM | 15–25% |
| Resin, well-maintained | 8–15% |
| Large complex prints | 15–30% |
Ejemplos de costos del mundo real
Poniéndolo todo junto con una impresora FDM calibrada de rango medio ($500), tasa de falla del 15%, PLA a $22/kg:
Soporte para teléfono pequeño (20 g, 3 horas):
| Component | Cost |
|---|---|
| Material (20g PLA) | $0.44 |
| Electricity (3h × $0.022) | $0.07 |
| Depreciation (3h × $0.13) | $0.39 |
| Subtotal | $0.90 |
| Failure overhead (÷ 0.85) | $1.06 |
| Total cost | $1.06 |
Parte funcional grande (250 g, 18 horas):
| Component | Cost |
|---|---|
| Material (250g PLA) | $5.50 |
| Electricity (18h × $0.022) | $0.40 |
| Depreciation (18h × $0.13) | $2.34 |
| Subtotal | $8.24 |
| Failure overhead (÷ 0.85) | $9.69 |
| Total cost | $9.69 |
En su mayor parte, el material representa sólo el 57% del costo total; la depreciación de la máquina contribuye con un significativo 24%.
Al fijar el precio de las impresiones para otros, agregue al menos un margen de beneficio del 50 al 100 % sobre estos costos calculados para cubrir el tiempo de configuración, el trabajo de diseño, el posprocesamiento y su margen. El coste del material por sí solo nunca es la base adecuada para fijar el precio de un servicio de impresión.