Cost-per-Part Calculation and ROI in Industrial Metal AM
Engineering guide for metal AM cost-per-part modeling: machine hour rates, feedstock cost allocation, shielding gas, heat treatment, and break-even curves.
Economic viability in additive manufacturing hinges on full lifecycle Cost-per-Part modeling rather than raw powder pricing. While casting and stamping demand high upfront tooling with low unit marginal costs, metal AM offers tool-free economics with flat scaling curves. This guide provides industry-validated cost models for machine depreciation, gas consumption, and finish machining.
- Bauzeit und Bauhöhe dominieren die Kosten: 60–75 % der Teilekosten entfallen auf den Maschinenstundensatz.
- Post-Processing unterschätzt: Zerspanung, Drahterodieren und Wärmebehandlung machen 30–45 % der Endkosten aus.
- Break-Even-Punkt zu Guss/Zerspanung verschiebt sich durch Multi-Laser-Systeme von Losgröße 50 auf über 1.000 Stück.
Technical Specifications & Comparison Matrix
ISO/ASTM 52900| Kostenblock | Single-Laser LPBF | Quad-Laser LPBF (4 Laser) | Draht-Laser DED (Meltio) |
|---|---|---|---|
| Anlagen-Investition (CAPEX) | 350.000 - 550.000 EUR | 850.000 - 1.400.000 EUR | 150.000 - 350.000 EUR |
| Maschinenstundensatz (Vollkosten) | 55 - 75 EUR/h | 95 - 140 EUR/h | 40 - 65 EUR/h |
| Aufbauvolumen / Stunde | 15 - 30 cm³/h | 80 - 200 cm³/h | 60 - 180 cm³/h |
| Feedstock-Kosten / kg | 70 - 180 EUR/kg (Pulver) | 70 - 180 EUR/kg (Pulver) | 15 - 45 EUR/kg (Schweißdraht) |
| Wirtschaftliche Losgröße | 1 bis 100 Stück | 100 bis 3.000 Stück | 1 bis 50 Großbauteile |
Standard Cost-per-Part Formula Architecture
Die Gesamtherstellkosten (Total Part Cost) setzen sich aus vier Hauptkomponenten zusammen: C_part = C_machine + C_material + C_post + C_prep. C_machine errechnet sich aus der Job-Dauer multipliziert mit dem Maschinenstundensatz (Abschreibung über 5 Jahre, Raumkosten, Strom, Wartung, Schutzgas). C_material umfasst das Nettogewicht plus unvermeidbare Stützstrukturen und Pulververluste. C_post beinhaltet Spannungsarmglühen, Drahterodieren, Strahlen und finale CNC-Zerspanung.
Cost Reduction Levers: Z-Height and Nesting Density
Jede Schicht erfordert ca. 8 bis 15 Sekunden reine Wischerzeit (Beschichterbewegung), unabhängig davon, wie viel Metall geschmolzen wird. Ein flach platziertes Bauteil mit 50 mm Höhe druckt daher signifikant günstiger als dasselbe Bauteil hochkant mit 200 mm Höhe. Bei Binder Jetting und Multi-Laser-Systemen senkt eine hohe Packungsdichte (Nesting) im Bauraum die Kosten pro Einzelteil drastisch.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Wie viel kostet 1 kg additiv gefertigtes Metall im Durchschnitt?
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