Que l’on utilise sa propre imprimante 3D à des fins professionnelles ou de loisirs, le coût de fabrication est une question récurrente. Du prix d’achat de la machine jusqu’aux frais annexes comme la consommation énergétique, l’impression 3D implique en effet de nombreux facteurs économiques qui diffèrent beaucoup des techniques de fabrication classiques. À fortiori lorsque utilise l’impression 3D dans le cadre d’une activité professionnelle, de nombreuses dépenses doivent être intégrées comme le coût de la main d’oeuvre, le temps d’immobilisation de la machine ou encore le taux d’échecs.
Une estimation d’autant plus difficile que la diversité des procédés de fabrication additive, que sont notamment le FFF (dépôt de matière) frittage laser sélectif (SLS), la stéréolithographie (SLA), ou le SLM (Selective Laser Melting), signifie que chaque méthode a ses propres particularités en termes de dépenses et de retour sur investissement.
Fort heureusement, il existe des outils de calcul qui permettent d’évaluer les différentes dépenses liées à l’utilisation de cette technologie. Très utiles aussi pour évaluer la pertinence d’un projet d’impression 3D par rapport à des méthodes de fabrication traditionnelles, ces calculateurs permettent d’optimiser son retour sur investissement en obtenant une évaluation précise des dépenses. Ils aident ainsi à mieux rentabiliser la fabrication additive en facilitant certains choix tels que les procédés, les matériaux, ou encore la finition.
Le calculateur de Prusa Research
Le fabricant tchèque Prusa Research, l’une des marques de référence pour ce qui est des imprimantes 3D de bureau FFF (dépôt de filament fondu), propose un calculateur en ligne
spécialement dédié à ce procédé. Principalement axé sur l’évaluation des coûts énergétiques, de la main-d’œuvre et de l’entretien des machines, cet outil gratuit calcule également le coût total du matériau.
Outre sa capacité à prendre en compte de nombreux facteurs comme la nature du filament (ABS, PLA, PET), le poids au kg, le taux de remplissage, ou encore la hauteur de couche. celui-ci intègre d’autres dépenses liées à l’utilisation de matériels tels que le ruban Kapton, les bâtons de colle, ou encore les buses d’impression, pour déterminer le coût global d’une impression 3D.
Castor : calculer les coûts de fabrication selon le couple idéal technologie/matériau
La deuxième solution retenue par PRIMANTE3D pour estimer les coûts de production de pièces imprimées en 3D est celle de Castor. Basée en Israël, cette start-up a mis point un logiciel éponyme qui répond à une problématique bien connue qu’est la difficulté d’identifier des pièces pertinentes pour la fabrication additive.
Ce n’est pas la seule fonctionnalité de ce logiciel destiné aux professionnels. L’utilisateur a également la possibilité de calculer les coûts de fabrication selon le couple idéal technologie/matériau préalablement recommandé par l’outil. L’estimation prend en compte le coût du matériau, le temps d’impression, les heures de travail nécessaires au fonctionnement de l’imprimante, et de nombreux autres facteurs comme les opérations de retrait des supports.
En bonus, rappelons que l’entreprise israélienne a également développé un autre calculateur qui vise cette fois-ci à aider les fabricants à réduire leurs émissions de CO2. Cet outil évalue les divers facteurs pouvant influer sur l’impact carbone d’une pièce imprimée en 3D tout le long de sa vie.
ExOne : un outil dédié à sa technologie d’impression 3D métal à jet de liant
L’autre calculateur très utile pour évaluer les coûts de fabrication additive, est celui proposé par ExOne. À l’origine d’une technologie d’impression 3D métal à jet de liant, ce fabricant allemand a développé un outil en ligne qui permet de comparer son coût avec d’autres formes de fabrication conventionnelle et additive.
Basé sur sa gamme d’imprimantes Pro d’ExOne, le calculateur fonctionne selon 5 principaux paramètres : le modèle d’imprimante 3D, le type de matériau, les dimensions et volume de la pièce, et enfin la présence ou non d’imbrications dans ces dernières.
Dans l’exemple ci-dessus, le coût total d’une pièce en inconel 625 de dimension 100 x 176 x 80 imprimé sur une X1 160 Pro, est estimé à 436,26 $. ExOne précise que les matières premières comprennent le coût estimé de la poudre, du liant et du nettoyant par pièce.
Impression 3D composite : le logiciel Digimat d’EXstream engineering
Moins développée que d’autres technologies additives, l’impression 3D composite continue néanmoins de croître à travers un nombre toujours plus important d’applications.
Issus de la combinaison de propriétés physiques et chimiques différentes, le plus souvent une matrice (c’est à dire le thermoplastique) associée à des fibres continues ou coupées, les matériaux d’impression 3D composites permettent de fournir des pièces à la fois plus résistantes et légères. Dans certains cas elles peuvent même remplacer le métal. Pour l’aéronautique ou l’automobile, des secteurs connus pour pousser très loin la chasse aux kilos superflus pour faire des économies de carburant, les opportunités sont immenses.
C’est dans ce contexte qu’e-Xstream Engineering, une unité de la division Manufacturing Intelligence de Hexagon, a conçu Digimat, un logiciel qui a été spécifiquement conçu pour estimer les coûts de l’impression 3D de composite. Il s’agit plus exactement d’un outil de simulation et de fabrication virtuelle avec lequel les utilisateurs peuvent déterminer la différence de coûts de production de pièces polymères, selon que l’on applique la fabrication additive ou une méthode classique.
Avec ce nouvel outil les ingénieurs peuvent obtenir une vue d’ensemble des processus de production et de finition des pièces, facilitant ainsi l’identification de la meilleure chaîne de production. Il est très utile pour optimiser les traitements par lot, ce qui permet d’imprimer un maximum de pièces simultanément, augmentant ainsi la capacité de production et réduisant le temps de mise sur le marché.
Hexagon ajoute que cet outil joue un rôle clé dans la planification de la production en prenant en compte le coût de revient total des machines et en amortissant ces coûts sur les volumes de fabrication projetés. Les utilisateurs peuvent visualiser ces informations sous forme de graphiques et de diagrammes circulaires. Cela permet d’analyser facilement la répartition des coûts selon différents scénarios.
Le calculateur du spécialiste du SLS à bas coût Sinterit
Précurseur de l’impression 3D SLS à bas coût, Sinterit propose son propre calculateur pour estimer le coût par pièce pour ses systèmes Lisa PRO, Lisa X et NILS 480. Son outil se présente sous la forme d’un tableau qui permet de sélectionner parmi 10 applications variées, allant des protège-câbles aux modèles anatomiques de genoux, et 10 matériaux polymères différents.
Le calculateur fournit une estimation des coûts selon le nombre de pièces imprimées dans un même lot. Si on prend l’exemple de 80 buses venturi de 56 x 41 x 20 mm imprimées sur le système LISA Pro à partir de poudre PA11 Onyx, il en coûterait 2,18 €, et 3,52 € pour le PP (polypropylène).
Bien évidemment l’estimation prend également en compte le taux de refresh, c’est à dire le pourcentage de nouvelle poudre qu’il est nécessaire d’ajouter à la poudre déjà usée lors d’une précédente fabrication.
La solution d’Omni Calculator
Omni Calculator, une plateforme en ligne offrant plus de 4 000 calculateurs pour simplifier des calculs complexes dans des domaines variés tels que la science, la finance, la santé et bien d’autres, propose sa propre solution en ligne pour les projets d’impression 3D de type FFF (dépôt de filament fondu).
Son calculateur prend en compte divers facteurs, tels que le type de matériau, la quantité de filament, le temps d’impression, et le coût de la main d’oeuvre, pour fournir une estimation du coût total. L’interface conviviale permet d’entrer facilement les différents coûts de production et d’ajuster les paramètres selon le cahier des charges de l’utilisateur.
3DPrintForce : un autre calculateur pour les imprimantes 3D à filament
L’autre solution qui a fait ses preuves est 3DPrintForce. Populaire chez les professionnels de l’impression 3D, ce calculateur en ligne permettant d’estimer les coûts de chaque projet avec précision. Pour cela, l’outil prend en compte plusieurs critères cruciaux, tels que le coût des matériaux, le temps d’impression, le travail de conception et les frais d’expédition.
En évaluant également précisément la consommation des filaments, il permet ainsi aux utilisateurs de prévoir tous les coûts liés à la fabrication d’une pièce et ainsi évaluer le budget nécessaire pour leurs projets.
Une autre fonctionnalité pratique de 3DPrintForce, est la gestion des profils d’expédition, ce qui permet de simplifier le calcul des frais de livraison pour chaque commande. L’outil inclut également une gestion des commandes en file d’attente, ce qui facilite l’organisation et le suivi des projets en cours.
En plus de cela, il fournit des informations sur la rentabilité en temps réel, en affichant les coûts de production, les marges bénéficiaires et d’autres dépenses associées. Cette transparence permet aux utilisateurs de prendre des décisions éclairées sur le prix de vente de leurs produits. Pour en savoir plus, le Youtubeur Sam Erickson propose un tutoriel sur sa chaîne dédiée à l’impression 3D.
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