Один мощный или парк простых: сколько принтеров нужно ферме

Когда ферма упирается в потолок по выработке, встаёт вопрос: сколько принтеров нужно для бизнеса и что докупать - один большой дорогой или несколько средних. Один или несколько 3д принтеров закрывают разные задачи, и для тиражей ответ почти всегда один: парк средних машин. Ниже - цифры по выработке и отказоустойчивости, случаи, когда оправдан один большой принтер, и порог, за которым ручное управление парком 3д принтеров в ферме ломается.

Пропускную способность даёт сопло, а не размер стола

Главная ошибка при закупке: думать, что большой принтер печатает быстрее. FDM ограничен соплом. Одна головка укладывает примерно одинаковый объём пластика в час независимо от размера стола. Большой стол вмещает больше деталей за один прогон, но и время прогона растёт пропорционально - сопло-то одно.

Возьмём типовую деталь: 30 г PLA, печать 2 часа. Себестоимость без труда - около 55 руб (филамент 30 г x 1,4 руб/г = 42 руб, электричество 0,12 кВт x 2 ч x 6 руб/кВтч = 1,5 руб, амортизация 6 руб/ч x 2 ч = 12 руб). Считаем выработку по числу сопел, а не по литражу камеры.

• Один Bambu P1S (сопло 0,4 мм): около 12 таких деталей в сутки при загрузке близко к круглосуточной.
• Пять P1S за те же примерно 300 000 руб (по 60 000 руб за штуку): около 60 деталей в сутки, пять параллельных сопел.
• Один большой принтер за 300 000 руб: тоже одно сопло, значит те же примерно 12 деталей в сутки, даже если на стол влезает 20 штук за прогон - просто прогон растянется до 30-40 часов.
• Итог: за одинаковый бюджет парк средних машин даёт в 5 раз больше деталей на тираже мелочи и средних форматов.

Заказ на 300 штук: 5 суток против 25

Пришёл заказ на 300 деталей с дедлайном. Парк из пяти P1S: 300 / 60 = 5 суток печати. Один принтер (хоть маленький, хоть большой - сопло одно): 300 / 12 = 25 суток. На маркетплейсе с обещанным сроком отгрузки это разница между выполненным заказом и просадкой рейтинга.

Энергия при этом не дорожает на деталь: пять машин потребляют суммарно около 0,6 кВт, но и деталей выдают впятеро больше. Расход электричества на штуку тот же. Как считать час работы принтера полностью - в отдельном разборе серии.

Отказоустойчивость: один принтер - одна точка отказа

Hotend, термистор, сопло изнашиваются, ремень растягивается. Запчасть в РФ едет 2-4 дня. Пока она в пути, вопрос только в том, сколько мощности вы теряете.

• Один принтер встал - это 100% простоя. На заказе 300 штук вы теряете и дедлайн, и деньги за каждый из 2-4 дней ожидания запчасти.
• Пять принтеров, одна встала - минус 20% (12 из 60 деталей в сутки). Остальные четыре печатают, заказ едет дальше, срок держится.
• Плановое ТО одной машины не останавливает ферму: чистишь сопло и меняешь смазку на одном принтере, четыре работают. Регламент ТО для FDM-принтера мы разбирали отдельно.
• Резерв уже встроен в парк: одна из пяти машин фактически и есть ваша страховка на случай поломки.

Гибкость: цвета, материалы и заказы параллельно

Один принтер - это последовательная очередь. Сначала чёрный PLA на склад, потом перезарядка на белый PETG под заказ, потом срочная деталь клиента. Всё по очереди, каждая смена филамента - это простой и ручная работа. Парк раскладывает те же задачи параллельно.

• Разные цвета одновременно, без перезарядки катушек между заданиями.
• PLA на одном принтере, PETG или ABS на другом: разные температуры сопла и стола не конфликтуют, потому что это разные машины.
• Срочный заказ клиента печатается на одной машине, пока остальные добивают тираж на склад.
• AMS-система добавляет к каждому принтеру ещё до 4 цветов в одной детали (многоцвет) - но это уже тема расхода по нескольким катушкам.

Когда оправдан один большой принтер

Большой формат выигрывает, когда сам продукт крупный или неделимый. Тут дело не в скорости, а в том, что деталь физически не влезает на стол 256 × 256 × 256 мм.

• Деталь больше 256 мм по любой оси: шлем, крупный корпус, ваза 40 см, мебельный кронштейн, элемент выставочного стенда.
• Тираж таких деталей нельзя нарезать на части без потери прочности или без лишней постобработки на склейку.
• Крупные детали из ABS, ASA или PC, где нужна большая закрытая камера с активным подогревом против коробления.
• Мелкосерийка и прототипы, где разнообразие важнее объёма и параллелить попросту нечего.

С какого числа принтеров ломается ручное управление

Порог, за которым блокнот и глаз перестают справляться, наступает примерно на пятой-седьмой машине. Считать выработку по каждому принтеру и ловить сбои в голове становится невозможно.

• 1-2 принтера: видишь и слышишь их, блокнот и глаз справляются.
• 3-4 принтера: уже путаешь, какое задание где стоит, катушка кончается незаметно посреди ночного прогона.
• 5-7 принтеров: сбой ночью замечаешь только утром - 6-8 часов сопло плевало пластиком в воздух, слот в очереди потерян.
• 7+ принтеров: без очереди на каждый принтер, себестоимости по заданию и алертов ферма молча теряет маржу на невидимых сбоях.

Короткий алгоритм под свою задачу

• Тираж мелких и средних деталей: парк средних машин, считай мощность по числу сопел, а не по литражу камеры.
• Крупные единичные детали и большой формат: один большой принтер, и заложи в цену его повышенную амортизацию.
• Дорос до 5-7 машин: ставь мониторинг, очередь и учёт себестоимости по заданию - блокнот на этом объёме уже врёт.
• Выбор конкретной модели и полный расчёт часа работы принтера - в соседних разборах серии; эта статья про стратегию парка, а не про выбор железа.