¿Cuánto cuesta imprimir en 3D? Ahorra dinero con tu impresora 3D

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La impresora 3D es como un electrodoméstico más.

Consume electricidad y recursos de tu casa, y aunque muchos no tengan en cuenta, eso afecta a tu bolsillo.

Ya que no solo es el filamento lo que cuesta dinero.

Poca gente lo sabe, pero estuve trabajando de ingeniero de proyectos y parte de mis tareas era aconsejar a los clientes en términos de ahorro energético en la electricidad.

Y una de las cosas que más veía es que la gente no se plantea cuanto consumen los dispositivos de su casa, y claro, con una impresora puede que sea poco, pero ¿Y si tienes 3 impresoras?

¿Y si tienes una granja entera de impresoras?

Pues eso es lo que te vengo a contar aquí, como saber cuánto te puedes ahorrar y como calcularlo.

Y quien sabe, aunque no tengas impresora también te servirá, ya que, anoser que seas amish, también tienes electrodomésticos en casa ¿verdad?

Como calcular el gasto energético de tu impresora 3D

Este punto hay formas más difíciles y exactas de hacerlo y formas más fáciles basadas en estimaciones.

Para ello debes tener en cuenta un par de cosas.

  1. La potencia se define como el voltaje de un dispositivo por su intensidad. (P=V·I)
  2. La potencia también se define como energía consumida (en este caso eléctrica), entre el tiempo. Es como la velocidad, que es el espacio entre el tiempo.
  3. Las compañías eléctricas te cobran en kW·h, kW es una unidad de potencia (1000 vatios), que está multiplicado por las horas, que son tiempo, por lo que, si un dispositivo consume 8kW·h, es que está consumiendo 8kW en 1 hora, o 2kW, en 4 horas.

Teniendo en cuenta estas tres cosas, ¿Como diantres se calcula el consumo de la impresora?

 

El método de la estimación

Hemos dicho que la potencia es la intensidad por el voltaje.

Supongamos (que es la mayoría de los casos), que nuestra impresora funciona con una fuente de alimentación de 12V. Bien, para saber la potencia solo necesitamos saber la intensidad.

Si tienes una impresora normalilla, generalmente la intensidad que te va a consumir a lo máximo está en torno a los 16A (Amperios).

  • 11[A] para la cama caliente
  • 5[A] para el hotend
  • 0,2[A] para el eje Y
  • 0,2[A] para el eje X
  • 0,4[A] para el eje Z
  • 0,4[A] para el extrusor
  • 10% más para dispositivos adicionales como la pantalla LCD

Ahora multipliquemos, los 16A por los 12V, y nos ¡quedan unos 200W!.

Esto lo pasamos a kW dividiéndolo entre 1000, o sea 0,2kW y como las compañías cobran en kW·h, pues lo multiplicamos por el nº de horas que pongamos que son 2horas de impresión, por lo que no quedan 0,4 kW·h.

Si generalmente el precio de la electricidad está en torno a los 13 céntimos el kW·h, el coste energético de la pieza será de 13*0,4 = 5,2 céntimos de euro.

Esto es una estimación de la intensidad, después si buscas en foros unos te dirán que la impresora consume 180W, otros 200W, otros que, como un ordenador sin contar el monitor, otros como una tele pequeña, pero al fin de al cabo todo son estimaciones.

 

El método de la hoja de instrucciones

¿Tienes intriga eh?

Lo siento, pero te vas a llevar un chasco. Esto es simplemente coger la hoja de instrucciones y ver cuánto es la intensidad que consume tu impresora.

¡Gracias, Capitán Obvio!

Tranquilo, que tengo algo que decir, todavía no está todo perdido.

Resulta que esta intensidad, es en base al consumo a partir del enchufe, no a partir de la fuente de alimentación.

¿Y esto que quiere decir?

Pues que esa intensidad hay que multiplicarla en base al voltaje del enchufe de tu casa, que estará en los 230V.

O sea que si la impresora tiene en la hoja de instrucciones ‘Voltaje : 220-240V’ e ‘Intensidad: 0,9A’, simplemente multiplica 230V*0,9 = 207W, no por 12V como habíamos hecho antes.

 

El método de la medición

Este es el método más exacto con diferencia.

Hay dos formas de llevarlo a cabo: Con un medidor de consumo o con una pinza amperimétrica.

La pinza amperimétrica mide la intensidad o amperios que pasa por el cable que está pinzando (otra vez gracias Capitan Obvio).

Bien, pues ahora simplemente pon la pinza en el cable de conexión de la impresora, y multiplica lo que te dé por el voltaje de casa (como el  cable está antes de la fuente de alimentación que transforma el voltaje de 230 a 12V, tenemos que trabajar con el voltaje de casa o de red).

El medidor de consumo te da directamente la potencia que consume tu impresora en cada instante, simplemente conéctalo al enchufe, y ya lo tienes funcionando. Ahora lo multiplicas por el número de horas que funciona la impresora, después por el precio de la luz, y listo (igualito que en el primer caso).

 

Elige una buena compañía, y lo notarás en el bolsillo

Suena a eslogan barato, lo sé.

Y nooo, no os voy a recomendar ninguna en concreto, solo os voy a dar las herramientas para saber cuál es la que más os conviene.

Ahora hablemos de la compañía.

En primer lugar hay que darse cuenta, que desde que se liberalizó el mercado, existen muchas otras compañías aparte de Iberdrola y Endesa, ya sean Holaluz, Fenie Energía, Som Energía, Nexus Energía etc… y hay algunas que tienen precios muy competitivos.

Lo que yo os recomiendo es que busquéis sus ofertas en internet y os hagáis una tabla Excel recopilando los siguientes datos:

  • Precio energía: Este es el precio de tu consumo por kW·h
  • Precio potencia: Este será el precio que te cobren simplemente por tener una potencia disponible para poder usarla cuando quieras.
  • ¿Tiene permanencia?

Hay muchas empresas que ‘engañan’ a la gente enseñando solo el precio de la energía, pero también existe el precio de la potencia, por lo que a la hora de comparar el primer precio es muy competitivo, pero te la clavan en el segundo.

El tercer término es el que las grandes compañías no te dicen, que es que te cobran una penalización si te cambias de compañía antes de un año generalmente. Hoy en día hay suficientes alternativas como para no tener que asumir esta cláusula en el contrato.

Y ya está, con estas tres cosas ya sabrás como comparar entre las compañías.

Si quieres un cálculo más fino, te recomiendo que te calcules en otra hoja Excel tu factura de la luz actual hasta que te dé el mismo precio que a tu compañía y después simplemente vete cambiando los valores del precio de la energía y el precio de la potencia a ver cuál es el precio final que te da con los datos de la competencia, y no te preocupes, por ley todas las compañías lo hacen igual.

 

La discriminación horaria, ese gran desconocido

Todavía en el siglo XXI y sigue habiendo discriminaciones, que vergüenza.

Pues sí, y gracias a esta discriminación podréis ahorraros una pasta si estáis en la siguiente tesitura: Tengo un dispositivo que me consume bastante en casa y está funcionando muchas horas del día.

Por lo tanto, esto te sirve para tu granja de impresoras 3D y también si quieres hacerte un ‘rig‘ para minar criptomonedas (de hecho, hace poco hice los soportes para este último que montaron mis hermanos, son la pera).

rig-criptomonedas-coste-energia

La discriminación horaria consiste en que el precio de la energía y la potencia cambia en función de la hora que sea (o el periodo que sea), en función de lo que consumas, la discriminación puede ser de 2 o 3 periodos, incluso 6, pero esto ya hablamos de empresas muy muy grandes.

Como supongo que no consumirás excesivamente, tendremos en cuenta que te encuentras en el primer caso, 2 periodos.

El periodo valle será el que el precio es más bajo, que generalmente es en las horas nocturnas (por que las comercializadoras saben que la gente no pone la lavadora a las 3 de la mañana). El otro es el periodo punta, que es cuando la energía es más cara y será en las horas diurnas. También dependerá de la estación en la que te encuentras:

  • Verano: Periodo punta (13:00 – 23:00); Periodo valle (23:00 – 13:00)
  • Invierno: Periodo valle (12:00 – 22:00); Periodo valle (22:00 – 12:00)

Por lo tanto, el cálculo es sencillo, solo tienes que calcular para tu dispositivo en concreto cuantas horas te merece la pena tenerlo funcionando para que te salga rentable la discriminación horaria.

 

Ejemplo de cálculo gasto energético impresora 3D

Pongamos un ejemplo:

ejemplo-ahorro-energia-impresora-3d

  • Tenemos las impresoras funcionando las 24 horas del día (que crack que eres amigo)
  • Estamos en verano con una cervecita en la mano (sin cerveza el cálculo sale igual)
  • Mi precio en tarifa normal es de 0,128 euros/kW·h
  • Mi precio en tarifa de discriminación horaria es de 0,148 euros/kW·h en punta y 0,077 euros/kW·h en valle.

Al ser el periodo valle de 23:00 hasta las 13:00, son 14 horas en periodo valle, por lo que estaremos en ese periodo: 14/24 = 0,583, el 58,3% del tiempo.

Ahora le toca a la siguiente ecuación, en el que calcularemos el % de horas en valle que iguala el precio normal al de discriminación horaria, lo llamaremos Nº:

0,128 [euros/kW·h] = (1-Nº)*0,148 [euros/kW·h] + Nº*0,077 [euros/kW·h]

Y Nº nos da 0,2816, por lo que por lo menos algo más de un 28,16 de las horas de uso deberían estar en el periodo valle para que ese dispositivo nos saliera rentable tenerlo en discriminación horaria. Como tenemos un 58,3%, nos va a salir una rentabilidad de casi el doble.

Una última cosa antes de pasar al siguiente apartado es que esto como he dicho es teniendo en cuenta solamente el dispositivo a estudiar, ya que si éste supone una pequeña parte del consumo total de todos los dispositivos, los cuales funcionan menos tiempo y en horas pico, cambiarse a esta tarifa no saldría tan rentable.

 

Ahorrando en la compra de filamento

Este punto será el que menos dé de si, por el hecho de como todos sabemos, hay pocas formas de ahorrar en filamento.

Pero las hay.

Aun así, siguiendo con una de las máximas de este blog, tendrá que ser algo que no baje excesivamente la relación calidad precio de nuestra impresión.

Ya que en este caso lo barato, sale caro.

Por ello a continuación te mostraré una serie de marcas que están muy bien y considero que su precio no es excesivo:

  • Esun: Este es uno de los filamentos a mejor relación calidad precio que hay ahora mismo, con el precio más bajo. No es de los mejorcísimos, pero si vais a imprimir en cantidad es una buena opción.
  • Moebyus Machines: Es una marca poco conocida, pero la verdad es que está bastante bien. El precio no es muy competitivo y menos si añades los portes, pero la calidad es de lo mejorcito que hay.
  • Smart Materials: Una marca que está dando muy fuerte hoy en día, también la he probado y es muy uniforme y fácil de imprimir. El precio es un poco más alto, pero te ahorrarás en atascos y malas impresiones.

Algunos os preguntareis porque no he metido BQ. Principalmente porque no la he usado, y por otro lado porque he leído que tienen problemas de atascos en el bobinado, por lo que en principio no la incluiré en la lista.

¿Y ya está? ¿Todo un apartado para tragarnos merchandising de marcas que ya conocíamos?

Pues claro que no, ahí va una cosilla más a comentar.

Todas nuestras bobinas de filamento tienen su propio soporte, el cual siempre acabamos tirando o guardando para hacer un proyecto mucho más grande y que ocupe más en el trastero (no finjas, seguro que tú tampoco las has tirado).

Richar Horne (aquí tenéis su web), pensó que si ese soporte para la bobina no servia para nada ¿Por qué no comprar las bobinas y ponerle tú el soporte? Parece que la idea cuajó y el mismo creó este diseño de soporte en Thingiverse.

Esto no solo hace que se gaste menos plástico a la hora de generar bobinados, sino que abarata el precio de la impresión, simplemente porque no tienes que pagar por esa pieza de más ni ese peso extra a la hora de los portes de la compañía de transporte.

Una de las pocas empresas que se han unido a este concepto de bobinados es Das Filament, aquí tenéis el enlace por si queréis echarle un ojo.

 

Dato importante: El gasto de filamento por pieza 3D

Una vez que ya sabemos comprar nuestra bobina y darle un soporte como es debido llega la hora de saber cuánto filamento gasta cada pieza.

Una primera opción es, como has podido adivinar, pesarla.

Cuando se imprime solo hace falta ponerla en la báscula y ya sabemos la cantidad de filamento que ha consumido la pieza.

Pero esto tiene un inconveniente, no sabes cuánto filamento vas a gastar de antemano.

Si ya eres de los que has gastado una bobina (o más), sabrás que para calcular si te va a dar para una pieza es fundamental, 5 gramos de material pueden suponer una impresión fallida.

Pero otra vez el poder de las tecnologías libres entra en acción.

Lo primero que tenéis que hacer es abrir el programa ‘Cura’. Para los que no lo sepáis es un programa que sirve para laminar las piezas en 3D y que la impresora 3D entienda como tiene que fabricarlas, aquí tenéis el link de su página.

Si cargáis cualquier pieza, por ejemplo, el famoso barco ‘3D Benchy’ y cambiáis los parámetros de la impresora para imprimir, veréis que por cada cambio se modifican dos parámetros: el tiempo de impresión y la cantidad de material que se va a utilizar.

El primer dato se usará para saber las horas de impresión y multiplicarlo por la potencia para saber lo que nos cobrará la compañía eléctrica por electricidad.

El segundo dato es el que nos interesa, como se puede observar, imprimir nuestro ‘3D benchy’ va a costar unos 12g.

Por lo que con una bobina de 1kG podemos hacer 83 barquitos. No está mal la verdad.

 

Pero entonces, ¿Cuánto cuesta imprimir en 3D?

Bien, ya sabemos cómo calcular la energía que consume nuestra impresora y escoger un buen material para alimentarla.

Ahora comencemos con los cálculos.

Supongamos que tenemos una impresora y queremos imprimir un ‘3D benchy‘ a las diez de la noche y tenemos una tarifa de discriminación horaria, estamos en verano. Lo imprimiremos con una bobina de 1 kg de PLA ESUN color rojo de 19 euros y nuestra impresora consume unos 0,2 kW según el medidor de consumo que le hemos instalado.

Bien, lo primero que hacemos será calcular cuánto cuesta el material de nuestra pieza. Como hemos visto en el apartado anterior, el ‘3D Benchy’ según como lo hemos modificado para nuestra impresión (altura de capa, relleno etc…), consume 12g de material, por lo que si 1kg de PLA nos ha costado 19 euros, 12 gramos nos costarán:

12 [gramos] * 19 [euros] / 1000 [gramos] = 0,228 [euros]

Redondeando unos 23 céntimos de euro.

En cuanto al precio de la electricidad, al ser verano, estamos todavía en el periodo punta, por lo que el coste del kW·h será de 0,148 euros/kW·h. Según el programa Cura la impresión va a durar 1h y 33 minutos, por lo que si pasamos todo a horas será:

1 [h] + 33 [min] * 1 [h] / 60 [min] = 1,55 [horas]

Y sabiendo el consumo y el precio del kW·h, podemos calcular el coste de la energía

0,2 [kW] * 1,55 [horas] * 0,148 [euros/kW·h] = 0.04588 [euros]

Por lo tanto, nuestra pieza costará:

0,228 [euros] + 0.04588 [euros] = 0.27388

O sea que hacer un ‘3D Benchy’ nos ha costado en nuestra impresora unos 27 céntimos de euro. ¿Barato no?

Y eso es todo por hoy.

Dime lo que te ha parecido en los comentarios, ¿Cómo has hecho tú el cálculo?

¡Nos vemos abajo!

Un abrazoooo :O

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