Ako rýchlo sa môže dostať 3D tlač?

Technológia 3D tlače úplne zmenila spôsob, akým vyrábame veci, ale neustálou otázkou je - ako rýchlo to dokážeme? Aj keď sledovanie 3D tlačiarne v akcii sa niekedy môže zdať ako extrémna skúška trpezlivosti, realitou je, že rýchlosť tlačiarne sa vďaka novým materiálom, softvéru a strojom každým dňom zvyšuje. Tento článok rozoberá všetky faktory, ktoré ovplyvňujú tieto potrebné časy tlače. Pozrieme sa na to, ktoré metódy 3D tlače sú najrýchlejšie, ako materiály ovplyvňujú rýchlosť a najnovšie inovácie, vďaka ktorým sú tlačiarne rýchlo efektívnejšie. Či už ste hobby tvorca unavený sledovaním rastu trávy, alebo firma, ktorá sa snaží zvýšiť produkciu, získate užitočné informácie o potrebných rýchlostiach modernej 3D tlače.

Čo v 3D tlači naozaj znamená „rýchlo“?

Keď hovoríme o rýchlej 3D tlači, existuje niekoľko kľúčových metrík rýchlosti:

• Rýchlosť tlače- Toto sa vzťahuje na to, ako rýchlo dokáže tlačiareň nanášať materiál vrstvu po vrstve. Meria sa v milimetroch alebo palcoch za sekundu.
• Celkový čas tlače- Toto je celkový čas potrebný na úplnú 3D tlač celého objektu od začiatku do konca, ktorý závisí od rýchlosti tlače, ale aj od veľkosti modelu, nastavení rozlíšenia a ďalších faktorov.

Takže, 3D tlačiareň s naozaj vysokou rýchlosťou tlače môže mať stále dlhý celkový čas tlače pre väčšie a detailnejšie modely. Je dôležité mať na pamäti oba tieto faktory rýchlosti.

Faktory ovplyvňujúce rýchlosť 3D tlače

Existuje niekoľko kľúčových premenných, ktoré ovplyvňujú rýchlosť 3D tlače:

• Typ tlačiarne- Niektoré technológie 3D tlače, ako napríklad SLA a DLP, sú inherentne rýchlejšie ako napríklad FDM/FFF.
• Materiál- Typ plastu, živice, prášku atď., ktorý používate, môže umožniť rýchlejšie alebo pomalšie tlače pri zachovaní kvality.
• Zložitosť modelu- Zložitejšie tvary s prevismi, podperami atď. vyžadujú pomalšie rýchlosti tlače, aby sa zachovali detaily a predišlo sa chybám.
• Rozlíšenie- Vyššie rozlíšenie znamená jemnejšie vrstvy a menšie detaily, čo si vyžaduje nižšiu rýchlosť tlače.
• Výplň &a škrupiny- Modely s väčším množstvom výplní (vnútorných častí) a škrupín (vonkajších stien) sa tlačia dlhšie.

S týmito kľúčovými premennými a nastaveniami pre konkrétny model môžu používatelia nájsť správnu rovnováhu medzi rýchlosťou a kvalitou pre svoje potreby.

Aké rýchle sú rôzne technológie 3D tlače?

FDM/FFF - Klasický pracant

Jeden z najbežnejších a cenovo dostupných Metódy 3D tlače sa nazývajú modelovanie tavenou depozíciou (FDM). alebo výroba tavených vlákien (FFF). Funguje to tak, že sa plastové vlákno roztaví a tlačí sa vrstvu po vrstve.

Rýchlosti tlače: Typicky okolo 20 – 200 mm/s

Rýchlosti FDM tlačiarní sa môžu značne líšiť v závislosti od konkrétneho zariadenia. V priemere dosahujú hobby FDM tlačiarne maximálnu rýchlosť okolo 60 – 100 mm/s, zatiaľ čo niektoré špičkové priemyselné tlačiarne dokážu dosiahnuť až 200 mm/s. Viac sa dozviete v tomto blogu. Rozdiely medzi hobby 3D tlačiarňami a priemyselnými 3D tlačiarňami.

Pôsobivo, QIDI Tech Q1 Pro dokáže dosiahnuť rýchlosť tlače až 600 mm/s za cenu prijateľnú pre hobby.

SLA - Vysoké rozlíšenie pri vysokých rýchlostiach

Použitie laseru na vytvrdnutie tekutej živice do pevných vrstiev, stereolitografická (SLA) tlač je známy svojimi precíznymi detailmi a hladkými povrchovými úpravami.

Rýchlosti tlače: Zvyčajne 20 – 500 mm/hod

Väčšina spotrebiteľských SLA tlačiarní má rýchlosť tlače v rozmedzí 100 – 300 mm/h.Niektoré pokročilé SLA tlačiarne dokážu dosiahnuť ešte vyššie rýchlosti, čím posúvajú hranice možností tejto technológie.

SLS - Priemyselne odolná tlač

Pri selektívnom laserovom spekaní (SLS) vysokovýkonné lasery spájajú drobné častice polymérneho prášku vrstvu po vrstve do pevných tvarov. Je to veľmi obľúbené pre priemyselné a výrobné využitie.

Rýchlosti tlače: Až približne 30 mm/hod.

Tlač SLS býva pomalšia, zvyčajne dosahuje maximálnu rýchlosť okolo 30 mm/h, pretože každá vrstva prášku si vyžaduje čas na úplné spojenie.

DLP - Rýchla tlač živicou

Podobne ako SLA, digitálne spracovanie svetla (DLP) Na vytvrdzovanie živice používa svetlo. Namiesto laserového obkresľovania však používa projektor na rýchle premietnutie celého vzoru vrstvy naraz cez masku.

Rýchlosti tlače: 100 – 1 000+ mm/hod., uuu!

Vďaka schopnosti súčasného vytvrdzovania celých vrstiev je DLP jednou z absolútne najrýchlejších dostupných technológií tlače živicou pre spotrebiteľov.

Samozrejme, faktory ako detaily, vlastnosti materiálu a vyššia priemerná rýchlosť nie sú jediným faktorom, ktorý treba zvážiť pri výbere metódy 3D tlače.

Ako materiály ovplyvňujú čas 3D tlače

Keďže samotná technológia 3D tlače zohráva veľkú úlohu v rýchlosti, inovácie materiálov sú tiež kľúčové pre umožnenie skutočne rýchlej výroby.

Živice Need for Speed

Pri metódach polymerizácie v kypovej láhvi, ako sú SLA a DLP, je viskozita (hrúbka) živice hlavným faktorom. Vysoko viskózne živice v podstate znečisťujú dielo, čo obmedzuje rýchlu tlač.

Aby inovatívne spoločnosti prekonali túto výzvu, vyvinuli nové hybridné živice, ktoré dosahujú dokonalú rovnováhu – nízku viskozitu pre rýchlu tlač a zároveň poskytujú vysokovýkonné vlastnosti, ako je pevnosť a tepelná odolnosť.

Okrem toho sa vykonáva špičkový výskum s cieľom vyvinúť živice s ultra nízkou viskozitou, ktoré sú špeciálne navrhnuté tak, aby maximalizovali rýchlosť 3D tlače na bezprecedentnú úroveň, čo umožňuje mimoriadne rýchle výrobné časy.

Urýchľovacie prášky

Na strane práškových materiálov nové materiály poháňajú technológie ako viacprúdová fúzia (MJF) a SLS do územia smiešnej rýchlosti pre priemyselnú aditívnu výrobu.

Tieto nové materiály pre práškové lôžko sa dajú tlačiť ohromujúcou rýchlosťou a zároveň produkovať odolné diely s vysokým rozlíšením pre náročné aplikácie, ako je automobilový, letecký a medicínsky priemysel.

Plasty pre Plug and Play

Starý dobrý plastový filament je stále ťažným koňom pre stolové FDM/FFF tlačiarne. A aj tu sa inovatívne nové zloženia filamentov zameriavajú na zvýšenie rýchlosti tlače.

Od ultranízkoteplotných termoplastov, ktoré vyžadujú kratší čas ohrevu/chladenia, až po špeciálne kompozity, ktoré vystužujú výtlačky pre vyššiu rýchlosť bez straty pevnosti.

Hoci sa často podceňuje, správny materiál je absolútne nevyhnutný pre uvoľnenie skutočného rýchlostného potenciálu akejkoľvek technológie 3D tlače.

Ako aktualizácie softvéru a hardvéru urýchľujú 3D tlač

Inteligentnejšie krájanie pre rýchlu tlač

Predtým, ako sa akýkoľvek 3D model môže vytlačiť, musí prejsť procesom nazývaným „krájanie“, kde špecializovaný softvér pripraví 3D súbor pre tlačiareň. Algoritmy krájania majú obrovský vplyv na celkový čas tlače.

• Efektívne cestovanie - Pokročilé krájače ako Cura a ideaMaker analyzujú modely, aby optimalizovali pohyby tlačiarne a vyhli sa tak redundantným pohybom, ktoré strácajú čas.
• Adaptívne vrstvenie- Dynamickou zmenou výšky a vlastností vrstiev v rámci jednej tlače môžu krájače maximalizovať kvalitu a zároveň dosiahnuť maximálne rýchlosti, kedykoľvek je to možné.
• Rýchle výpočty- Vďaka výkonnejšiemu spracovaniu je možné výpočty delenia dokončiť rýchlejšie aj pri veľmi zložitých modeloch.

Hardvér Need for Speed

Rovnako ako najnovšie procesory počítačov a smartfónov zabezpečujú plynulejší a rýchlejší chod vecí, aj vylepšené hardvérové ​​komponenty 3D tlačiarní poskytujú výrazné zvýšenie rýchlosti.

• Svalové ovládacie dosky- Hlavná riadiaca doska tlačiarne funguje ako jej mozog. Rýchlejšie procesory umožňujú rýchlejšie výpočty a plynulejšie pohyby tlačiarne.
• Korexická kinematika- 3D tlačiarne, ako napríklad Q1 Pro, používajúce CoreXY, dokážu dosiahnuť vyššie rýchlosti pohybu a zrýchlenia v porovnaní so štandardnými karteziánskymi nastaveniami.
• Vylepšené steppery- Použitie výkonnejších krokových motorov alebo lineárnych koľajníc umožňuje tlačiarňam rýchlo spúšťať, zastavovať a meniť smer bez vynechávania krokov.
• Vykurovací výkon- Horúce časti a vyhrievané lôžka optimalizované pre rýchlejšie cykly ohrevu a chladenia znamenajú kratší čas čakania.
• Bezdrôtová tlač- Niektoré novšie tlačiarne ponúkajú bezdrôtové pripojenie alebo integrované ovládacie prvky, čím sa eliminujú potenciálne problémy s rýchlosťou spôsobené pomalým prenosom údajov cez káble.

Zatiaľ čo pokroky v Materiály pre 3D tlač a kľúčové technológie pútajú pozornosť, hardvérové ​​komponenty a softvérové ​​algoritmy, ktoré spracovávajú všetky drobné pohyby a procesy, sú tiež kľúčové pre dosiahnutie bleskovo rýchlych časov tlače. Aj postupné optimalizácie v týchto oblastiach môžu priniesť výhody v rýchlosti zloženia.

Dá sa dosiahnuť rýchlosť bez toho, aby sa obetovala kvalita?

Pri 3D tlači zvyčajne existuje kompromis medzi čistou rýchlosťou a celkovou kvalitou. Ak tlačíte príliš rýchlo, pravdepodobne sa začnú vyskytovať problémy, ako je strata detailov, drsné povrchy a dokonca... zlyhania tlače.

To však neznamená, že si musíte vybrať jednu alebo druhú možnosť. Tu sú stratégie, ako starostlivo vyvážiť rýchlosť a kvalitu.

Nájdenie ideálnej situácie

Pomocou simulačného softvéru a údajov z predchádzajúcich tlačí môžu odborníci presne analyzovať, kde môžu na modeli zvýšiť rýchlosť bez toho, aby ohrozili nevyhnutné požiadavky na kvalitu. To im umožňuje dokonale optimalizovať nastavenia pre daný požadovaný pomer rýchlosti.

Uprednostňovanie toho, na čom záleží

Pri niečom ako výrobná séria sa priority kvality identifikujú pre každý komponent. Pre vnútorné štruktúry, ktoré nemusia vyzerať dokonale, sa môžu použiť bleskové rýchlosti, zatiaľ čo pre vonkajšie povrchy a detaily sa budú držať miernych nastavení.

Inteligentnejšie overovanie

Výrobcovia sa s nadobúdajúcimi skúsenosťami učia efektívne spôsoby overovania kvality tlače namiesto nadmernej analýzy každého štvorcového centimetra. Techniky ako automatizované skenovanie povrchu a cielené testovanie pomáhajú potvrdiť, že všetko vyzerá dobre pri maximálnych rýchlostiach.

Neexistuje jednotné nastavenie na vyváženie rýchlosti a kvality pre každú 3D tlač. Využitím správnych nástrojov a ťažko nadobudnutých odborných znalostí však môžu tvorcovia odomknúť skutočný potenciál rýchlosti. aditívna výroba bez kompromisov v kvalite tam, kde na tom najviac záleží.

Získajte rýchlosť 3D tlače bez kompromisov v kvalite!

Vďaka pokroku v materiáloch, softvéri a hardvéri môžu tlačiarne dosiahnuť nebývalé rýchlosti bez kompromisov v kvalite.Využitím najnovších technológií a odborných znalostí o optimalizovaných procesoch si môžete zabezpečiť, aby vaše 3D výtlačky boli nielen rýchle, ale aj spĺňali najvyššie štandardy detailov a odolnosti. Zostaňte o krok vpred vďaka neustálemu objavovaniu nových techník zvyšujúcich rýchlosť!

Čítať ďalej

• Typy filamentov pre 3D tlačiarne: Kompletný sprievodca (2024)
• 3D tlačiareň: Cenové faktory a úvahy o nákladoch (2024)
• Vlákno pre 3D tlačiareň verzus živica: Sprievodca pre začiatočníkov
• Veľké vs. malé 3D tlačiarne: Ktorá veľkosť 3D tlačiarne je najlepšia?
• Kedy vymeniť trysku 3D tlačiarne: 7 varovných signálov