Jak szybko może się wydrukować 3D?

Technologia druku 3D całkowicie zmieniła sposób, w jaki wytwarzamy rzeczy, ale wciąż zadawane pytanie brzmi: jak szybko to może nastąpić? Choć obserwowanie drukarki 3D w akcji może czasem wydawać się ekstremalną próbą cierpliwości, w rzeczywistości prędkość drukarek rośnie z dnia na dzień dzięki nowym materiałom, oprogramowaniu i maszynom. W tym artykule omówiono wszystkie czynniki wpływające na te wymagania dotyczące szybkości druku. Przyjrzymy się, które metody druku 3D są najszybsze, jak materiały wpływają na szybkość oraz najnowszym innowacjom, które pozwalają drukarkom szybko zwiększać wydajność. Niezależnie od tego, czy jesteś hobbystą zmęczonym obserwowaniem rosnącej trawy, czy firmą próbującą zwiększyć produkcję, zdobędziesz cenne informacje na temat możliwości nowoczesnego druku 3D, które wymagają szybkości.

Co tak naprawdę oznacza „szybkość” w druku 3D?

Mówiąc o szybkim drukowaniu 3D, należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych wskaźników prędkości:

• Prędkość drukowania– Odnosi się to do tego, jak szybko drukarka może nakładać materiał warstwa po warstwie. Mierzy się ją w milimetrach lub calach na sekundę.
• Całkowity czas drukowania- Jest to całkowity czas potrzebny na wydrukowanie całego obiektu w technologii 3D od początku do końca i zależy on od szybkości drukowania, a także rozmiaru modelu, ustawień rozdzielczości i innych czynników.

Więc, drukarka 3D z naprawdę dużą prędkością drukowania W przypadku większych i bardziej szczegółowych modeli całkowity czas drukowania może być nadal długi. Ważne jest, aby pamiętać o obu tych czynnikach szybkości.

Czynniki wpływające na prędkość drukowania 3D

Na szybkość drukowania 3D wpływa kilka kluczowych zmiennych:

• Typ drukarki- Niektóre technologie druku 3D, takie jak SLA i DLP, są z natury szybsze niż np. FDM/FFF.
• Tworzywo- Rodzaj użytego plastiku, żywicy, proszku itp. może umożliwić szybszą lub wolniejszą prędkość drukowania przy jednoczesnym zachowaniu jakości.
• Złożoność modelu- Bardziej złożone kształty z nawisami, podporami itp. wymagają wolniejszej prędkości drukowania, aby zachować szczegóły i zapobiec awariom.
• Rezolucja- Wyższa rozdzielczość oznacza cieńsze warstwy i mniejsze szczegóły, co wymaga wolniejszej prędkości drukowania.
• Wypełnienie &i muszle- Modele z większą ilością wypełnienia (wnętrza) i powłok (ściany zewnętrzne) drukują się dłużej.

Dzięki tym kluczowym zmiennym i ustawieniom konkretnego modelu użytkownicy mogą znaleźć równowagę między szybkością a jakością odpowiadającą ich potrzebom.

Jak szybkie są różne technologie druku 3D?

FDM/FFF – Klasyczny koń roboczy

Jedno z najpopularniejszych i najtańszych Metoda druku 3D nazywana jest modelowaniem osadzania topionego materiału (FDM) lub techniką druku z topionego włókna (FFF). Polega ona na stopieniu plastikowego włókna i drukowaniu go warstwa po warstwie.

Prędkości drukowania: Typowo około 20-200 mm/s

Prędkość drukowania FDM może się znacznie różnić w zależności od konkretnej maszyny. Średnio drukarki FDM dla hobbystów osiągają prędkość około 60–100 mm/s, podczas gdy niektóre zaawansowane drukarki przemysłowe osiągają nawet 200 mm/s. Więcej informacji można znaleźć na tym blogu. różnice między drukarkami 3D do zastosowań hobbystycznych a drukarkami 3D do zastosowań przemysłowych.

Co imponujące, QIDI Tech Q1 Pro może osiągnąć prędkość druku do 600 mm/s za przystępną cenę.

SLA – Wysoka rozdzielczość przy dużych prędkościach

Utwardzanie żywicy ciekłej w warstwy stałe za pomocą lasera, druk stereolitograficzny (SLA) jest znana z precyzji wykonania i gładkich powierzchni.

Prędkości drukowania: Zwykle 20-500 mm/godz.

Prędkość druku większości konsumenckich drukarek SLA mieści się w zakresie 100–300 mm/godz.Niektóre zaawansowane drukarki SLA osiągają jeszcze większe prędkości, przesuwając granice możliwości tej technologii.

SLS – Drukowanie w warunkach przemysłowych

W procesie selektywnego spiekania laserowego (SLS) lasery dużej mocy łączą ze sobą drobne cząsteczki proszku polimerowego warstwa po warstwie, tworząc stałe kształty. Jest to bardzo popularna metoda w zastosowaniach przemysłowych i produkcyjnych.

Prędkości drukowania: Do około 30 mm/godz.

Drukowanie metodą SLS jest z reguły wolniejsze i zwykle odbywa się z maksymalną prędkością 30 mm/godz., ponieważ każda warstwa proszku potrzebuje czasu, aby się w pełni połączyć.

DLP - Szybki druk żywicowy

Podobnie jak SLA, cyfrowe przetwarzanie światła (DLP) Utwardzanie żywicy odbywa się za pomocą światła. Zamiast lasera, wykorzystuje projektor do szybkiego, jednoczesnego naświetlania całej warstwy wzoru przez maskę.

Prędkości drukowania: 100-1000+ mm/godz., wow!

Możliwość jednoczesnego utwardzania całych warstw sprawia, że ​​technologia DLP należy do najszybszych dostępnych na rynku technologii druku żywicznego.

Oczywiście, takie czynniki jak szczegółowość, właściwości materiałów i inne wpływające na szybkość nie są jedynymi czynnikami branymi pod uwagę przy wyborze metody druku 3D.

Jak materiały wpływają na czas drukowania 3D

Jako że sama technologia druku 3D ma duży wpływ na szybkość, aby produkcja mogła przebiegać naprawdę szybko, kluczowe znaczenie mają również innowacje materiałowe.

Żywice Need for Speed

W przypadku metod druku polimeryzacyjnego w kadzi, takich jak SLA i DLP, lepkość (gęstość) żywicy jest kluczowym czynnikiem. Żywice o wysokiej lepkości zasadniczo zatykają druk, ograniczając szybki druk.

Aby sprostać temu wyzwaniu, innowacyjne firmy stworzyły nowe żywice hybrydowe, które zapewniają idealną równowagę – niską lepkość umożliwiającą szybki druk, a jednocześnie wysokie parametry użytkowe, takie jak wytrzymałość i odporność na ciepło.

Ponadto prowadzone są pionierskie badania mające na celu opracowanie żywic o wyjątkowo niskiej lepkości, zaprojektowanych specjalnie z myślą o maksymalizacji szybkości druku 3D do niespotykanych dotąd poziomów, co umożliwi błyskawiczne skrócenie czasu produkcji.

Proszki przyspieszające

W przypadku proszku nowe materiały napędzają technologie takie jak fuzja wielostrumieniowa (MJF) i SLS do granic absurdu pod względem prędkości w przemysłowym wytwarzaniu addytywnym.

Nowe materiały do ​​łączenia proszków można drukować z oszałamiającą prędkością, a jednocześnie produkować trwałe części o wysokiej rozdzielczości do wymagających zastosowań, takich jak produkcja w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym i medycznym.

Tworzywa sztuczne do użytku „podłącz i używaj”

Dobry, stary filament z tworzywa sztucznego wciąż jest niezastąpiony w stacjonarnych drukarkach FDM/FFF. I tutaj również innowacyjne kompozycje filamentów koncentrują się na zwiększeniu prędkości druku.

Od tworzyw termoplastycznych o bardzo niskiej temperaturze, wymagających krótszego czasu nagrzewania/chłodzenia, po specjalistyczne kompozyty wzmacniające wydruki, umożliwiające uzyskanie większej prędkości bez utraty wytrzymałości.

Choć często niedoceniany, odpowiedni materiał jest absolutnie niezbędny do wykorzystania prawdziwego potencjału prędkości dowolnej technologii druku 3D.

Jak aktualizacje oprogramowania i sprzętu przyspieszają drukowanie 3D

Inteligentniejsze krojenie dla szybszego drukowania

Zanim jakikolwiek model 3D będzie mógł zostać wydrukowany, musi przejść proces zwany „cięciem”, w którym specjalistyczne oprogramowanie przygotowuje plik 3D do druku. Algorytmy cięcia mają ogromny wpływ na całkowity czas drukowania.

• Efektywne podróże - Zaawansowane programy do cięcia, takie jak Cura i ideaMaker, analizują modele w celu optymalizacji ruchów drukarki, unikając zbędnych ruchów, które marnują czas.
• Adaptacyjne warstwowanie- Dzięki dynamicznej zmianie wysokości warstw i właściwości w ramach jednego wydruku, programy do cięcia mogą maksymalizować jakość, jednocześnie utrzymując maksymalną możliwą prędkość.
• Szybkie obliczenia- Dzięki wydajniejszemu przetwarzaniu obliczenia podziału można wykonywać szybko nawet w przypadku bardzo złożonych modeli.

Sprzętowa potrzeba szybkości

Podobnie jak najnowsze procesory komputerów i smartfonów sprawiają, że wszystko działa płynniej i szybciej, tak ulepszone podzespoły drukarek 3D zapewniają również znaczący wzrost szybkości.

• Beefy Control Boards- Główna płyta sterująca drukarki działa jak jej mózg. Szybsze procesory umożliwiają szybsze obliczenia i płynniejsze ruchy drukarki.
• Kinematyka Corexy- Drukarki 3D, takie jak Q1 Pro, wykorzystujące technologię CoreXY, mogą osiągać większe prędkości i przyspieszenia w porównaniu ze standardowymi konfiguracjami kartezjańskimi.
• Ulepszone steppery- Zastosowanie mocniejszych silników krokowych lub szyn liniowych pozwala drukarkom na szybkie uruchamianie, zatrzymywanie i zmianę kierunku bez pomijania kroków.
• Wydajność ogrzewania- Gorące końce i podgrzewane łóżka zoptymalizowane pod kątem szybszych cykli nagrzewania i chłodzenia oznaczają mniej czasu oczekiwania.
• Drukowanie bezprzewodowe- Niektóre nowsze drukarki oferują łączność bezprzewodową lub wbudowane sterowanie, eliminując potencjalne wąskie gardła prędkości wynikające z wolnego przesyłu danych przez kable.

Podczas gdy postęp w Materiały do ​​druku 3D Podczas gdy kluczowe technologie skupiają na sobie uwagę, komponenty sprzętowe i algorytmy oprogramowania obsługujące wszystkie najdrobniejsze ruchy i procesy są również kluczowe dla osiągnięcia błyskawicznego czasu drukowania. Nawet stopniowa optymalizacja w tych obszarach może przynieść kumulatywne korzyści w zakresie szybkości.

Czy można osiągnąć prędkość bez poświęcania jakości?

W druku 3D zazwyczaj istnieje kompromis między czystą prędkością a ogólną jakością. Zbyt wysokie prędkości drukowania mogą powodować problemy, takie jak utrata detali, chropowatość powierzchni, a nawet błędy drukowania.

Ale to nie znaczy, że musisz wybierać między jednym a drugim. Oto strategie, które pozwolą Ci znaleźć równowagę między szybkością a jakością.

Znalezienie idealnego miejsca

Korzystając z oprogramowania symulacyjnego i danych z poprzednich wydruków, eksperci mogą dokładnie przeanalizować, gdzie można zwiększyć prędkość modelu, nie naruszając przy tym niezbędnych wymagań jakościowych. Pozwala im to idealnie zoptymalizować ustawienia pod kątem optymalnej prędkości.

Ustalanie priorytetów tego, co ważne

W przypadku produkcji seryjnej priorytety jakościowe są określane dla każdego komponentu. Mogą oni stosować zawrotne prędkości dla konstrukcji wewnętrznych, które nie muszą wyglądać idealnie, jednocześnie trzymając się umiarkowanych ustawień dla wszelkich powierzchni zewnętrznych i detali.

Inteligentniejsza walidacja

Dzięki doświadczeniu producenci uczą się skutecznych metod weryfikacji jakości druku, zamiast nadmiernie analizować każdy centymetr kwadratowy. Techniki takie jak automatyczne skanowanie powierzchni i ukierunkowane testowanie pomagają potwierdzić, że wszystko wygląda dobrze przy maksymalnej prędkości.

Nie ma jednego ustawienia, które zapewniłoby równowagę między szybkością a jakością dla każdego wydruku 3D. Jednak wykorzystując odpowiednie narzędzia i ciężko zdobyte doświadczenie, twórcy mogą uwolnić prawdziwy potencjał szybkości. produkcja addytywna bez uszczerbku dla jakości tam, gdzie jest to najbardziej potrzebne.

Uzyskaj prędkość drukowania 3D bez kompromisów w zakresie jakości!

Dzięki udoskonaleniu materiałów, oprogramowania i sprzętu drukarki mogą teraz osiągać niespotykane dotąd prędkości bez utraty jakości.Wykorzystując najnowsze technologie i wiedzę ekspertów w zakresie zoptymalizowanych procesów, możesz zagwarantować, że Twoje wydruki 3D będą nie tylko szybkie, ale także spełnią najwyższe standardy szczegółowości i trwałości. Bądź na bieżąco, stale odkrywając nowe techniki przyspieszające drukowanie!

Przeczytaj więcej

• Rodzaje filamentów do drukarek 3D: kompletny przewodnik (2024)
• Drukarka 3D: czynniki cenowe i rozważania na temat kosztów (2024)
• Filament do drukarek 3D a żywica: przewodnik dla początkujących
• Duże czy małe drukarki 3D: Jaki rozmiar drukarki 3D jest najlepszy?
• Kiedy wymienić dyszę drukarki 3D: 7 oznak ostrzegawczych