3Dプリンターで作ったものを販売したり、友人から頼まれて代わりに出力したりするとき、「いくらにすればいいのか」で手が止まることがあります。スライサーは使用量をメートルやグラムで表示してくれますが、スプールの値段や電気代、失敗した分まで含めた原価は自分で計算するしかありません。この記事では、フィラメントの長さと重量の変換から、材料費・電気代・失敗率を含めた総額、1gあたりの単価の出し方までを順に説明します。
基本の考え方:フィラメントは細い円柱
フィラメントは直径が一定の円柱とみなせるので、長さと重量は断面積と密度でつながります。
- 断面積(mm²) = π × (直径 ÷ 2)²
- 重量(g) = 断面積(mm²) × 長さ(m) × 密度(g/cm³)
- 長さ(m) = 重量(g) ÷ 密度 ÷ 断面積
mm²に長さ(m)を掛けると、単位がちょうどcm³になるため、1m当たりの体積が「断面積の数値そのまま」のcm³になります。この単位の都合で、式がすっきりします。
密度は素材ごとに異なります。この記事では例として PLA 1.24、PETG 1.27、ABS 1.04 g/cm³ を使いますが、実際の値はメーカーや色によって少し違うため、スプールのラベルや仕様表の表記を確認してください。
数値の例:1.75mmのPLAはおよそ3g/m
直径1.75mmの断面積は約2.405mm²です。PLA(密度1.24)の場合、1mあたりの重量は 2.405 × 1.24 = 約2.98g になります。したがって次のような換算ができます。
- 10m使う造形:約29.8g
- 35g使う造形:約11.7m
- 250gのスプール:約83.8m
- 1kgのスプール:約335.3m
同じ1kgでも素材で長さが変わります。PETG(1.27)なら約327.4m、ABS(1.04)なら約399.8mです。長さ基準で見積もっている人が素材を変えると、同じメートル数でも重量が変わるので注意が必要です。
直径の誤差にも敏感です。直径が1.75mmではなく1.70mmだった場合、断面積は約5.6%小さくなります(比は0.944)。直径は2乗で効くため、わずかな差が数%の誤差になります。安価なフィラメントで正確に見積もりたいときは、ノギスで数か所を測って平均を使うと安心です。
材料費・電気代・失敗率を含めた総額
次に、35gを使う4時間の造形を考えます。スプールが2,400円/1kgなら、1gあたり2.4円で、材料費は 2.4 × 35 = 84円です。
電気代は、平均消費電力120W、電気料金31円/kWhと仮定すると、0.12kW × 4時間 = 0.48kWh、0.48 × 31 = 14.88円です。ここまでの合計は 98.88円になります。
ここに失敗率を加えます。10回に1回失敗するなら、失敗分のコストを成功した分で回収する形で、次のように割り算で計算します。
総額 = (材料費 + 電気代) ÷ (1 − 失敗率) + 手間賃失敗率10%の場合は 98.88 ÷ 0.9 = 約109.87円、1gあたりに直すと約3.14円です。「10%上乗せ」と考えて 98.88 × 1.1 = 108.77円とするより、約1.1円高くなります。10回作って1回失敗する場合、成功した9個で10個分の費用を回収する必要があるため、割り算が実態に合います。
失敗率を変えるとこうなります。0%で98.88円、10%で約109.87円、20%で123.60円、30%で約141.26円です。失敗率が高いほど加速度的に増えるのが分かります。初心者の段階や、サポートが多い難しい形状では、20%程度を見込んでおいても不自然ではありません。
見落としやすい項目と判断基準
実際の費用を押し上げるのは、次のような部分です。
- サポート材、ブリム、ラフトなどの使用量(スライサーの総使用量に含まれているかを確認)
- 色替えや待機時のノズル洗浄で出る捨て材
- ノズルやベッドシートなどの消耗品の償却
- 後加工(ヤスリ、塗装、梱包)の手間
消耗品や後加工は、「手間賃」の欄にまとめて入れると管理しやすくなります。電気代は印刷中ずっと一定ではなく、ヒートベッドの加熱中は大きく、温度が安定すると下がります。120Wは例なので、ワットチェッカーで1回分の消費電力量を測れる環境なら、その実測値を使うほうが確実です。
判断基準としては、「材料費は全体の何割か」を見ておくと便利です。上の例では材料費が約85%を占め、電気代は意外に小さくなっています。大型で長時間の造形になるほど電気代の比重が上がるので、小物と大物で同じ換算を使い回さないようにしましょう。月の電気代の目安は、0.72kWh(120W × 6時間)×31円 = 22.32円/日で、15日稼働なら約334.8円です。
1gあたりの単価を持っておく
案件ごとに計算し直すのは手間がかかるため、「電気代・失敗込みで1gあたり約3.14円」のような自分用の単価を決めておくと便利です。上の例の単価なら、60gの造形は 3.14 × 60 = 約188円と、暗算に近い速さで見積れます。ただし電気代は重量ではなく時間に比例するので、密度の低い大きな造形や、細かく時間のかかる造形では単価がずれます。単価はあくまで下書き用と割り切り、見積りを出す前に時間ベースで確認してください。
利益を乗せる場合は、総額に対して掛けます。総額が約109.87円で30%の利益を乗せるなら、約142.8円が下限の目安です。スプールの残量を長さで把握しておくと、「あと何個作れるか」も分かります。たとえば残り80mなら、1個11.7mの造形は6個作れて(70.2m)、約9.8m(約29g分)が余ります。7個目には足りません。
関連ツールの使い方
長さと重量の換算はフィラメント重量計算機とフィラメント長さ計算機で行えます。スプール価格からの材料費はフィラメント費用計算機、電気代は電気代計算機で確認できます。すべてを合算し、失敗率や手間賃まで含めて価格の根拠にするなら3Dプリント総額計算機が便利です。
まとめ
長さと重量は、直径と密度から決まる断面積でつながっています。費用は「材料費+電気代」を (1 − 失敗率) で割ると、失敗分まで回収できる見積りになります。密度・電気料金・消費電力・失敗率はいずれも例の値ですので、自分の環境の実測値や仕様表の値に置き換えて使ってください。