Kuinka nopeasti 3D -tulostus voi saada?

3D-tulostusteknologia on mullistanut täysin valmistustapamme, mutta jatkuva kysymys kuuluu – kuinka nopeasti se voi toimia? Vaikka 3D-tulostimen toiminnan seuraaminen voi joskus tuntua äärimmäiseltä kärsivällisyyden koetukselta, todellisuudessa tulostimet kasvavat päivä päivältä uusien materiaalien, ohjelmistojen ja koneiden ansiosta. Tässä artikkelissa eritellään kaikki tekijät, jotka vaikuttavat näihin nopeisiin tulostusaikoihin. Tarkastelemme, mitkä 3D-tulostusmenetelmät ovat nopeimpia, miten materiaalit vaikuttavat nopeuteen ja mitkä ovat uusimmat innovaatiot, jotka tekevät tulostimista nopeasti tehokkaampia. Olitpa sitten ruohon kasvun seuraamiseen kyllästynyt harrastelijavalmistaja tai tuotantoa lisäävä yritys, saat hyödyllistä tietoa nykyaikaisen 3D-tulostuksen nopeusvaatimuksista.

Mitä "nopea" todella tarkoittaa 3D-tulostuksessa?

Nopeasta 3D-tulostuksesta puhuttaessa on pari keskeistä nopeusmittaria:

• Tulostusnopeus- Tämä viittaa siihen, kuinka nopeasti tulostin voi levittää materiaalia kerros kerrokselta. Se mitataan esimerkiksi millimetreinä tai tuumina sekunnissa.
• Kokonaistulostusaika- Tämä on kokonaisaika, joka kuluu koko objektin täydelliseen 3D-tulostukseen alusta loppuun. Tämä aika riippuu tulostusnopeuden lisäksi myös mallin koosta, resoluutioasetuksista ja muista tekijöistä.

Niin, 3D-tulostin, jolla on todella nopea tulostusnopeus voi silti olla pitkiä kokonaistulostusaikoja suuremmille ja yksityiskohtaisemmille malleille. On tärkeää pitää mielessä molemmat nopeustekijät.

3D-tulostuksen nopeuteen vaikuttavat tekijät

3D-tulostustyön nopeuteen vaikuttaa useita keskeisiä muuttujia:

• Tulostimen tyyppi- Jotkin 3D-tulostustekniikat, kuten SLA ja DLP, ovat luonnostaan nopeampia kuin esimerkiksi FDM/FFF.
• Materiaali- Käyttämäsi muovin, hartsin, jauheen jne. tyyppi voi mahdollistaa nopeamman tai hitaamman tulostusnopeuden laadun säilyttäen.
• Mallin monimutkaisuus- Monimutkaisemmat muodot, joissa on ulokkeita, tukia jne., vaativat hitaampia tulostusnopeuksia yksityiskohtien säilyttämiseksi ja virheiden välttämiseksi.
• Resoluutio- Korkeampi resoluutio tarkoittaa hienompia kerroksia ja pienempiä yksityiskohtia, mikä vaatii hitaampia tulostusnopeuksia.
• Täyte ja kuoret- Mallit, joissa on enemmän täytettä (sisäpuolia) ja kuoria (ulkoseinämiä), tulostavat hitaammin.

Näiden tietyn mallin keskeisten muuttujien ja asetusten avulla käyttäjät voivat löytää tarpeisiinsa sopivan tasapainon nopeuden ja laadun välillä.

Kuinka nopeita eri 3D-tulostustekniikat ovat?

FDM/FFF - Klassinen työjuhta

Yksi yleisimmistä ja edullisimmista 3D-tulostusmenetelmiä kutsutaan fused deposition modelingiksi (FDM). tai fused filamenttivalmistus (FFF). Se toimii sulattamalla muovifilamenttia ja tulostamalla se kerros kerrokselta.

Tulostusnopeudet: Tyypillinen noin 20–200 mm/s

FDM-tulostimien nopeudet voivat vaihdella paljon koneesta riippuen. Harrastekäyttöön tarkoitetut FDM-tulostimet saavuttavat keskimäärin noin 60–100 mm/s nopeuden, kun taas jotkut tehokkaammat teollisuustulostimet voivat saavuttaa jopa 200 mm/s nopeuden. Voit lukea lisää tästä blogista. Erot harraste-3D-tulostimien ja teollisuus-3D-tulostimien välillä.

Vaikuttavasti, QIDI Tech Q1 Pro voi saavuttaa jopa 600 mm/s tulostusnopeuden harrasteystävälliseen hintaan.

SLA - Korkea resoluutio suurilla nopeuksilla

Nestemäisen hartsin kovettaminen kiinteiksi kerroksiksi laserilla stereolitografia (SLA) -painatus tunnetaan tarkasta yksityiskohdastaan ja sileästä pinnastaan.

Tulostusnopeudet: Yleensä 20–500 mm/h

Useimmat kuluttajille tarkoitetut SLA-tulostimet tulostavat 100–300 mm/h.Jotkin edistyneet SLA-tulostimet voivat saavuttaa vielä suurempia nopeuksia, mikä rikkoo tämän tekniikan rajoja.

SLS - Teollisesti kestävä tulostus

Selektiivisessä lasersintrauksessa (SLS) tehokkaat laserit yhdistävät polymeerijauheen pieniä hiukkasia kerros kerrokselta kiinteiksi muodoiksi. Se on erittäin suosittua teollisuus- ja valmistuskäytössä.

Tulostusnopeudet: Jopa noin 30 mm/h

SLS-tulostus on yleensä hitaampaa, yleensä noin 30 mm/h, koska jokaisen jauhekerroksen täydellinen yhteensulautuminen vie aikaa.

DLP - Nopea hartsipainatus

Samanlainen kuin SLA, digitaalinen valonkäsittely (DLP) käyttää valoa hartsin kovettamiseen. Mutta laserin sijaan se käyttää projektoria, joka nopeasti väläyttää koko kerroskuvion kerralla maskin läpi.

Tulostusnopeudet: 100–1000+ mm/h huh!

Tämä kyky kovettaa kokonaisia kerroksia samanaikaisesti tekee DLP:stä yhden absoluuttisesti nopeimmista saatavilla olevista hartsipainatustekniikoista.

Tietenkin tekijät, kuten yksityiskohdat, materiaalien ominaisuudet ja keskimääräinen nopeus, eivät ole ainoita huomioitavia tekijöitä 3D-tulostusmenetelmää valittaessa.

Miten materiaalit vaikuttavat 3D-tulostusaikoihin

Koska 3D-tulostusteknologialla itsessään on suuri rooli nopeudessa, myös materiaali-innovaatiot ovat ratkaisevan tärkeitä todella nopean tuotannon mahdollistamiseksi.

Need for Speed -hartsit

SLA:n ja DLP:n kaltaisissa säiliöpolymeroinnissa hartsin viskositeetti (paksuus) on tärkeä tekijä. Hyvin viskoosit hartsit tukkivat työn ja rajoittavat nopeaa tulostusta.

Tämän haasteen ratkaisemiseksi innovatiiviset yritykset ovat suunnitelleet uusia hybridihartseja, jotka löytävät täydellisen tasapainon – alhaisen viskositeetin nopeaa tulostusta varten ja samalla tarjoavat korkean suorituskyvyn ominaisuuksia, kuten lujuuden ja lämmönkestävyyden.

Lisäksi tehdään huippututkimusta erittäin matalan viskositeetin omaavien hartsien kehittämiseksi, jotka on erityisesti suunniteltu maksimoimaan 3D-tulostusnopeudet ennennäkemättömälle tasolle, mikä mahdollistaa uskomattoman nopeat tuotantoajat.

Kiihdyttävät jauheet

Jauhepuolella uudet materiaalit edistävät teknologioita, kuten monisuihkufuusio (MJF) ja SLS:n uskomattoman nopealle vauhdille teollisessa lisäainevalmistuksessa.

Näitä uusia jauhepetifuusiomateriaaleja voidaan tulostaa hämmästyttävän nopeasti ja samalla tuottaa kestäviä, korkean resoluution osia vaativiin sovelluksiin, kuten autoteollisuuteen, ilmailu- ja lääketieteelliseen valmistukseen.

Muovit Plug and Play -käyttöön

Vanha kunnon muovifilamentti on edelleen työjuhta FDM/FFF-pöytätulostimissa. Ja tässäkin innovatiiviset uudet filamenttikoostumukset keskittyvät nopeampiin tulostusnopeuksiin.

Erittäin matalan lämpötilan kestomuoveista, jotka vaativat vähemmän lämmitys-/jäähdytysaikaa, erikoiskomposiitteihin, jotka vahvistavat tulosteita nopeampaa tulostusnopeutta varten tinkimättä lujuudesta.

Vaikka oikeaa materiaalia usein aliarvostetaan, se on ehdottoman tärkeä minkä tahansa 3D-tulostustekniikan todellisen nopeuspotentiaalin vapauttamiseksi.

Kuinka ohjelmisto- ja laitteistopäivitykset nopeuttavat 3D-tulostusta

Älykkäämpi viipalointi nopeaa tulostusta varten

Ennen kuin mikään 3D-malli voidaan tulostaa, sen on käytävä läpi "viipalointi"-niminen prosessi, jossa erikoisohjelmisto valmistelee 3D-tiedoston tulostusta varten. Viipalointialgoritmeilla on valtava vaikutus kokonaistulostusaikaan.

• Tehokkaat matkat - Edistyneet viipalointiohjelmat, kuten Cura ja ideaMaker, analysoivat malleja tulostimen liikeliikkeiden optimoimiseksi, välttäen turhia ja aikaa vieviä liikkeitä.
• Adaptiivinen kerrostaminen- Vaihtelemalla dynaamisesti kerroksen korkeuksia ja ominaisuuksia yhden tulosteen sisällä viipaloijat voivat maksimoida laadun ja silti saavuttaa huippunopeudet mahdollisuuksien mukaan.
• Pikalaskelmat- Tehokkaamman prosessoinnin ansiosta viipalointilaskennat voidaan suorittaa nopeasti jopa erittäin monimutkaisissa malleissa.

Laitteisto Need for Speed

Aivan kuten uusimmat tietokoneiden ja älypuhelimien prosessorit pitävät asiat toiminnassa sujuvammin ja nopeammin, myös päivitetyt 3D-tulostimien laitteistokomponentit tarjoavat merkittäviä nopeusparannuksia.

• Lihavat ohjauspaneelit- Tulostimen pääohjauskortti toimii sen aivoina. Nopeammat prosessorit mahdollistavat nopeammat laskelmat ja sujuvammat tulostimen liikkeet.
• Corexy Kinematics- CoreXY:tä käyttävät 3D-tulostimet, kuten Q1 Pro, voivat saavuttaa suurempia liikenopeuksia ja kiihtyvyyksiä verrattuna tavallisiin karteesisiin kokoonpanoihin.
• Päivitetyt stepperitTehokkaampien askelmoottoreiden tai lineaarikiskojen käyttö mahdollistaa tulostimien nopean käynnistyksen, pysäytyksen ja suunnanvaihdon ilman, että vaiheita jää väliin.
• Lämmitysteho- Nopeampia lämmitys- ja jäähdytysjaksoja varten optimoidut kuumapäädyt ja lämmitetyt alustat tarkoittavat vähemmän odotusaikaa.
• Langaton tulostus- Joissakin uudemmissa tulostimissa on langaton yhteys tai sisäänrakennetut säätimet, mikä poistaa mahdolliset nopeusrajoitukset, jotka johtuvat hitaasta tiedonsiirrosta kaapeleiden kautta.

Vaikka edistysaskeleet 3D-tulostusmateriaalit Vaikka ydinteknologiat ovatkin esillä, myös laitteistokomponentit ja ohjelmistoalgoritmit, jotka käsittelevät kaikkia pieniä liikkeitä ja prosesseja, ovat ratkaisevan tärkeitä huikean nopeiden tulostusaikojen saavuttamiseksi. Jopa näiden alueiden asteittaiset optimoinnit voivat tuottaa nopeusetuja.

Voiko nopeutta saada laadusta tinkimättä?

3D-tulostuksessa on yleensä tehtävä kompromissi puhtaan nopeuden ja kokonaislaadun välillä. Jos tulostusnopeus on liian suuri, todennäköisesti huomaat ongelmia, kuten yksityiskohtien menetystä, epätasaisia pintoja ja jopa... tulostusvirheet.

Mutta se ei tarkoita, että sinun on valittava jompikumpi. Tässä on strategioita nopeuden ja laadun huolelliseen tasapainottamiseen.

Optimaalisen pisteen löytäminen

Simulointiohjelmistojen ja aiempien tulosteiden tietojen avulla asiantuntijat voivat analysoida tarkasti, missä kohtaa mallia he voivat lisätä nopeutta tinkimättä laatuvaatimuksista. Näin he voivat optimoida asetukset täydellisesti halutun nopeuden saavuttamiseksi.

Tärkeiden asioiden priorisointi

Esimerkiksi tuotantoajoa varten jokaiselle komponentille määritellään laatuprioriteetit. Sisärakenteiden, joiden ei tarvitse näyttää täydellisiltä, valmistuksessa saatetaan käyttää huimaa vauhtia, mutta ulkopintojen ja yksityiskohtien osalta käytetään kohtuullisia asetuksia.

Älykkäämpi validointi

Kokemuksen myötä valmistajat oppivat tehokkaita tapoja validoida tulostuslaatua sen sijaan, että analysoisivat jokaista neliösenttimetriä liikaa. Tekniikat, kuten automaattinen pinnan skannaus ja kohdennettu testaus, auttavat varmistamaan, että kaikki näyttää hyvältä huippunopeuksilla.

Jokaiselle 3D-tulostukselle ei ole olemassa yhtä ainoaa asetusta nopeuden ja laadun tasapainottamiseksi. Mutta hyödyntämällä oikeita työkaluja ja kovalla työllä ansaittua asiantuntemusta tekijät voivat vapauttaa todellisen nopeuspotentiaalin. lisäainevalmistus laadusta tinkimättä missä sillä on eniten merkitystä.

Hanki 3D-tulostusnopeutta ilman laadusta tinkimistä!

Materiaalien, ohjelmistojen ja laitteistojen kehityksen ansiosta tulostimet voivat nyt saavuttaa ennennäkemättömän nopeuden laadusta tinkimättä.Hyödyntämällä uusimpia teknologioita ja optimoitujen prosessien asiantuntemusta voit varmistaa, että 3D-tulostuksesi eivät ole ainoastaan nopeita, vaan ne täyttävät myös korkeimmat yksityiskohtien ja kestävyyden standardit. Pysy kehityksen kärjessä tutkimalla jatkuvasti uusia nopeutta parantavia tekniikoita!

Lue lisää

• 3D-tulostimien filamenttityypit: Täydellinen opas (2024)
• 3D-tulostin: Hinnoittelutekijät ja kustannusnäkökohdat (2024)
• 3D-tulostimen filamentti vs. hartsi: Aloittelijan opas
• Suuret vs. pienet 3D-tulostimet: Mikä 3D-tulostimen koko on paras?
• Milloin 3D-tulostimen suutin on vaihdettava: 7 varoitusmerkkiä