盡管增材制造技術有許多優勢，但是它在工業上仍然難以與傳統的減法和成形技術一起，在工業中獲得更大的吸引力。阻礙AM應用的最大障礙之一是成本。原料和設備的價格持續下降，而問題是，將現有的金屬部件與AM金屬部件進行比較，至少有8 / 10的情況，是對現有部件有利的。 　　要理解為什么會這樣，我們需要理解材料、設備和后處理成本是如何驅動金屬零件的成本的。這樣，我們就可以深入了解驅動AM業務的因素，為了便于說明，我們可以開發一個簡單的方程式來估算使用激光粉底熔合技術制造的金屬AM部件的成本——這是許多公司目前正試圖工業化的AM技術。首先，我們需要調和這樣一個事實，即金屬粉末原料每磅(或公斤)比同等的棒材原料貴5-10倍。因此，為了使材料成本具有競爭力，現有部件的買飛比(所購材料的數量與成品部分的材料數量)至少需要5：1(或10：1)。換句話說，如果現有的零件是用減法制造的，那么80%-90%的采購材料必須以廢料的形式結束，這樣AM零件的直接材料成本才能與之媲美。當然，另一種可能性是，我們可以自由地重新設計和輕量化AM部件，但情況并不總是如此。 　　第二大因素是激光粉末床融合(PBF)系統的每小時運行成本。在過去五年里，隨著新技術的引入，設備的成本開始大幅下降。例如，3D systems、EOS、GE、Renishaw、SLM Solutions等公司的單激光PBF系統現在的售價為30萬至60萬美元(約為過去價格的1/3到1/3)，而Xact Metal等初創公司的入門級單激光PBF系統售價為10萬美元。如果將成本分攤到系統的使用壽命(通常為5-7年，4000 - 6000小時/年)，那么大多數激光PBF系統的每小時運行成本低至10- 30美元/小時，Xact Metal的每小時運行成本為3- 5美元/小時，這看起來似乎非常合理。 　　如果每小時的運營成本與中小型銑床持平，那么金屬AM為何如此昂貴？這是因為大多數單激光PBF系統的構建速度為0.5-2 in3/hr。雙激光和四激光PBF系統的建造速度將是現在的兩到四倍，但高端多激光系統的造價在100萬美元到200萬美元之間，因此需要75- 100美元/小時的運營費用。這完全可以與高端銑床相媲美。然而，沒有任何激光PBF系統以報告的速度運行，就像汽車沒有顯示汽油里程一樣。幸運的是，激光PBF系統的平均性能要好于汽車燃油的經濟性，我們發現將公布的建造率降低20%(即建造率是報告的80%)，完全是一個合理的估值。但是你要記住，該構建速率僅用于激光曝光時間;每一層涂新粉所需的時間需要添加到構建的時間中。這很容易計算:只需將最大建筑高度除以層厚度，然后將層數乘以重新粉刷每一層的時間，在目前的PBF系統中，重新粉刷每一層通常需要6-12秒。 　　最后一塊簡單的成本方程，是后處理成本。因為在激光PBF系統上沒有金屬AM部件，可以在建成后使用。粉末去除，應力消除，零件從構建板去除，熱處理，機加工，精加工，檢驗等，可以使一個金屬AM零件的成本增加兩倍或三倍，而且很容易在計劃中再增加一周或兩到三個月，這取決于內部和外包的情況。 　　用2019年Wohlers報告中的一項調查結果，來估計這些額外的后處理步驟的成本，結果我們發現AM零件的前后處理成本占零件成本的近40%，印刷成本占總成本的60%(準確的說是59.2%)。盡管人們對于這些百分比在工藝、材料和零件上的差異有相當大的討論，但事實卻是，如果我們能夠估計打印零件的成本，那么我們就可以通過將印刷成本除以60%(或減去我們想要歸因于前/后處理的任何百分比)來估算總成本。 　　那么印刷成本到底是多少呢?一旦我們知道了零件的體積和制造高度以及材料——就不需要CAD模型，這可能會讓很多人感到驚訝。我們用零件的體積除以材料報告的建造率(遞減80%)，這給我們提供了以秒為單位的激光曝光時間。接下來，我們將最大建筑高度除以材料的層厚，然后乘以6-12秒來獲得花費的時間(平均為8秒)。然后將這兩者相加，我們就可以得到構建時間，然后乘以每小時的操作成本，來獲得機械成本。 　　對于材料成本，我們只需將零件體積乘以材料密度和每磅(或千克)該材料粉末原料的成本。如果我們再加上材料和設備成本，就能得到打印零件的成本，然后除以0.60(或者簡單地乘以2，如果我們認為預處理/后處理是總成本的50%)，得到最終的總成本。下面的附圖中有一個方程的例子。 　　雖然過于簡化了AM的許多方面，但它為估算金屬AM部件的成本，提供了一個很好的起點。