在临界点以下，3D打印的成本更低；而在临界点以上，注塑成型的成本更低。 对于模具结构简单的零部件，盈亏平衡点通常在数百件左右；而对于较大尺寸的零部件、模具结构复杂的零部件或多腔模具，盈亏平衡点可能达到数千件。盈亏平衡点是针对具体零部件计算得出的数值，并非固定数值，本文后续部分将介绍如何进行计算。.

本指南将解释这两种成本结构为何表现出如此大的差异，每种价格中究竟包含哪些内容，以及如何根据您自己的数据（而非通用经验法则）计算您所生产零件的交叉点产量。.

两种表现各异的成本结构

注塑成型的前期成本负担较重。在尚未生产出任何零件之前，您就需支付模具费用，而该模具是整个项目中最大的单项开支。 一旦模具制成，每个零件的成本就非常低：只需一些树脂、几秒钟的机器时间以及操作员工作时间的一小部分。随着产量增加，模具成本分摊到更多零件上，每件零件的实际成本会急剧下降，随后以较缓和的速度继续下降，最终趋近于材料成本和循环成本而趋于平稳。.

3D打印几乎没有固定成本。由于不需要模具，因此第一个零件的成本与第1000个零件的成本大致相同。在小批量生产时，这是真正的优势；但在大批量生产时，这却成了真正的劣势，因为没有机制能让单位价格随着产量的增加而显著降低。 虽然通过在单次打印中排版更多零件可以节省一些成本，但与注塑成型相比，其成本曲线仍基本呈平缓状态。.

将这两条曲线绘制在一起，其中一条曲线起始点很高，随后陡然下降，而另一条曲线则大致保持水平。它们有一次相交，而该交点正是问题的答案。.

3D打印零件的成本包含哪些因素

• 设备运行时间主要取决于工件高度以及沉积或熔融材料的体积，而非几何形状的复杂程度。在增材制造中，复杂程度几乎不产生额外成本，这是其最具决定性的经济特征。.
• 该材料按重量或体积计价，其价格在普通光聚合物与工程级粉末之间存在巨大差异。.
• 支撑结构，这些结构会消耗材料，且事后必须手工拆除。.
• 后处理，包括去除支撑、表面处理、树脂工艺的固化，以及任何涂装或染色工序。对于许多零部件而言，这是耗费人工最多的环节。.
• 设备的折旧和故障率，因为如果打印过程中出现故障，不仅会消耗材料和时间，而且一无所获。.
• 安装、生产准备、零件拆卸和检验所需的人工。.

后处理值得特别关注，因为它往往被系统性地低估。虽然报价中的打印时间可能只有几小时，但随后可能需要进行手工精加工，其成本甚至可能超过打印本身，尤其是在需要美观表面处理的情况下。.

注塑件的成本由哪些因素构成

• 模具，即模具本体。这是一项固定成本，其金额会根据零件尺寸、复杂程度、型腔数量、所选模具钢以及是否需要滑块或顶针而有所不同。.
• 树脂按重量计价，不同等级的价格差异很大，其中通用树脂的价格仅为工程树脂或高性能材料的一小部分。.
• 循环时间决定了每小时机器运行能生产多少个零件，其主要受壁厚和冷却条件的影响。.
• 设备费率，该费率与工件所需的夹具吨位成正比。.
• 诸如去浇口、组装、装饰或检验等二次加工工序。.
• 在项目整个生命周期内对工具进行维护，虽然每件零件的维护成本很低，但确实存在。.

工装是数据波动最大的领域，而且并非仅有一个数字。我们对 影响注塑模具成本的因素有哪些 介绍了型腔数量、模具钢、复杂程度以及模具基座选择各自的影响因素，这一点在此处尤为重要，因为模具数量是交叉计算的主要输入参数。.

寻找交叉点

这个计算就是简单的算术题。它的实用之处在于使用你自己提供的数据，而不是行业平均值。.

1. 根据您预计的订购数量，获取该3D打印零件的实际报价，并注意单件成本（包括后处理和表面处理费用）。.
2. 请提供注塑件的实际模具报价，包括模具、模具基座以及该几何形状所需的任何滑块。.
3. 请提供在特定生产数量下的单件注塑成形成本（不含模具费用）。.
4. 从每件注塑件的成本中减去每件印刷件的成本。这就是每件注塑件所节省的成本。.
5. 将模具成本除以该节省金额。所得结果即为达到该模具成本回收所需的零件数量。.
6. 将该数字与该产品预期生命周期内您实际的年销量进行对比，而不仅仅是首笔订单的数量。.

一个具体示例能让结构更直观。如果一个打印件单价为40美元，注塑件单价为3美元，且模具报价为9,000美元，那么每个注塑件可节省37美元，9,000除以37大约等于244个零件。 低于该数量时，3D打印更便宜。高于该数量时，注塑更便宜，且当数量达到2,000个时，两者之间的差价非常大。代入您自己的数据，这三行公式就能得出答案。.

是什么推动了跨界车的发展

• 零件尺寸。较大的零件打印成本更高，因为打印时间与材料体积成正比，而且还需要更大的模具。打印面通常上升得更快，这会将交叉点拉低。.
• 几何复杂度。复杂度几乎不会增加打印成本，却会显著增加模具成本，从而推高了盈亏平衡点。.
• 型腔数量。多型腔模具虽然成本较高，但每个周期可生产多个零件，从而降低了单件成本，并且在产量较高时通常能降低盈亏平衡点。.
• 材料。昂贵的工程树脂能缩小单件间隙并提高交叉阈值，而昂贵的打印材料则会产生相反的效果。.
• 打印件的后处理。高要求的表面处理会推高打印成本，并使盈亏平衡点大幅下降。.
• 工装类型，这是最大的单一杠杆，下文将对此进行专门论述。.

桥式工装如何改变答案

大多数比较都将工具参数视为一个固定数值，这正是其谬误所在。工具参数其实是一个范围，而该范围的下限会显著改变分频点。.

与淬火钢制生产模具相比，铝制原型模具的成本要低得多，且制造速度更快，因为铝材的加工速度远高于淬火钢。虽然其总产量较低，且对含磨料树脂的适应性较差，但对于许多项目而言，这一限制远高于实际所需的产量。 对于产品上市第一年而言，一套能生产数千件的模具完全足够。.

这对计算结果的影响是直接的。减少模具数量会成比例地降低交叉产量，这往往会在某些产量水平上使注塑成型成为竞争选项——而如果基于淬火钢模具的计算，原本会建议继续采用注塑成型。我们的 注塑模具 该服务涵盖原型和量产两种模具方案，要准确了解实际范围，正确的做法是分别针对每种模具方案各进行一次交叉计算，共计两次。.

应优先于成本计算的差异

当两种工艺都能生产出合格零件时，成本是决定选择哪一种工艺的关键因素。如果两者都无法生产出合格零件，那么成本计算就无关紧要了。.

要求	注塑成型	三维打印
材料性能	具有已公布各向同性性能的完整工程热塑性塑料	加工特定材料，这些材料通常具有各向异性，且沿构建方向强度较低
尺寸一致性	一旦工艺稳定，数值将非常高	在现代系统上表现良好，但具体效果因安装位置和方向而异
表面处理	由模具表面决定，可达到外观标准	分层线是固有的，而精加工则是一项手工操作
公差能力	精度高，且在大批量生产中具有良好的重复性	更宽松，且因技术和材料而异
设计变更	一旦钢材被切割，成本就会很高	免费，因为没有可用于修改的工具
首件产品交货周期	几周，因为必须构建该工具	天或更短
监管文件	在医疗和汽车领域拥有成熟的解决方案	针对某些流程已建立相关机制，而针对其他流程则较为有限

其中有两项因素会定期增加成本。如果零件必须具备各向同性的力学性能或美观的表面，那么无论产量多少，注塑成型都是更优的选择。如果设计仍在变更，那么无论产量多少，3D打印都是更优的选择，因为根据一个设计制作模具，而该设计随后又发生变更，相当于白白多花了一笔钱。.

美国采购背景

对于美国买家而言，交货点会根据模具的生产地而变化。国内模具成本较高，这会提高交货量，但能缩短工程变更的往返时间，并消除运输环节对工期的影响。海外模具成本较低，这会降低交货量，但代价是交货周期更长，变更周期也更慢。.

大多数硬件团队最终采用的实际结构是分阶段的：在设计仍在调整时进行3D打印，一旦几何形状足够稳定可以定案，就制造成本较低的过渡模具，并在年产量达到一定规模时转为量产模具。这种流程能将总成本控制在最低，因为每个阶段都与当时的设计确定性程度相匹配。.

关于海外比较，有一点需要注意：应以到岸成本为基准进行比较。在对两份报价进行客观比较之前，模具运费、零件运费、关税和运输时间都应计入该数值中。.

基于体积的决策框架

年产量	通常是正确的选择	推理
100以下	三维打印	在如此少的零件数量下，模具成本无法摊销，而且设计往往仍在调整中
100 至 1,000	这取决于具体的计算方式，而这正是桥式工装最具竞争优势的地方	许多小零件的分界点都落在这一区间内，因此请务必进行计算，而不是直接做假设
1,000 至 10,000	注塑成型，通常使用原型模具或过渡模具	模具成本摊销情况良好，而零件成本占总成本的大头
超过10,000	使用量产模具进行注塑成型	循环时间、型腔数和树脂成本是决定经济性的关键因素；打印技术在成本方面缺乏竞争力
无论数量多少，设计仍在调整中	3D打印，直到设计定稿	围绕动态设计构建的工具需要付出双倍的成本

在这个背景下，机械加工应如何定位是一个相关问题，但答案却不同，因为机械加工同样没有模具成本，但其规模扩展方式与打印技术不同。我们对 机加工与成型工艺的比较 涵盖了这一组合。.

图威精密提供 塑料注塑成型服务 与快速原型制作相结合，这样同一家供应商既可以在设计验证期间生产原型零件，又可以在批量生产规模达到模具投入成本的临界点时，转而生产注塑成型版本。将零件模型发送至 拓维精密 既返回模具成本，也返回成型件成本，这正是上述交叉计算所需要的。.

常见问题