Скорость печати 3д принтера : время печати самого быстрого и скоростного 3d принтера

Скорость печати 3д принтера : время печати самого быстрого и скоростного 3d принтера 3d печать
как рассчитать скорость печати на разных 3d-принтерах?, статьи, 3d техника, блог vektorus

Как рассчитать скорость печати на разных 3D-принтерах?

Если вы профессионально занимаетесь 3D-печатью, индексация скорости будет важным элементом вашей работы. Будь то деталь или модель как быстро Готовность детали или модели зависит от рентабельности компании, занимающейся печатью. Однако стоит учитывать, что повышение скорости печати качество конечного продукта может снизиться.

  • Что такое скорость печати 3D-принтеры — на примере FDM
    • Скорость машины
    • Можно ли увеличить скорость печати 3D-принтера?
    • Производительность горячего конца
    • Как работает CLIP?
    • Приложения CLIP
    • Модели 3D-принтеров, использующих эту технологию печати CLIP
    • Тематические исследования
    • Особенности технологии
    • Области применения
    • Описание технологии
    • За и против

    Что такое скорость печати 3D-принтеры — на примере FDM

    Скорость печати Современные 3D-принтеры всегда были предметом споров. Особенно это касается FDM-устройств. Их параметры обычно быстрой печати выражаются в скорости «срабатывания» хот-энда в единицу времени. Например, для популярного 3D-принтера Creality Ender 3 это значение составляет 180 мм/сек.

    Но о чем это нам говорит? В общем-то, ни о чем. Это лишь одна из влияющих характеристик. на скорость печати Печатающая головка продвинута до заданных настроек профиля, т. е. печатающая головка продвинута до заданных настроек профиля. Фактическое время от выгрузки модели и нажатия кнопки запуска до остановки сопла зависит от различных параметров машины.

    Скорость машины

    Как уже упоминалось выше, производители 3D-принтеров обычно указывают скорость печати, скорость печати как соотношение мм/сек. Это идеальное рабочее изображение для печати непрерывных прямых линий. Однако в жизни приходится печатать геометрические и порой фантазийные фигуры, а не большие «стены».

    график времени печати

    Получается, что печатающая головка всегда выполняет три действия. Она поднимается с земли, разгоняется и работает с максимальным допуском. скорости . Из этого можно сделать вывод об основных параметрах.

    1. Рывок. Начальная скорость Работа, зафиксированная в момент начала движения оси.
    2. Ускорение. Время от начала движения до заданной пользователем скорости ускорения. скорости .
    3. Собственно рабочая скорость . Определяется в профиле. печати .

    Получается, принтер Сначала начинается, затем ускоряется и «достигает» максимального предела. Затем продолжается до первой строфы. Управление похоже на управление гоночным автомобилем. Он может ехать. со скоростью 300 километров в час, но это не значит, что машина может проехать извилистую дорогу за 60 минут.

    Иногда принтер Он даже не едет на приличной скорости… скорость Это происходит потому, что сопло меняет курс за очень короткое время. Он успевает лишь немного ускориться, а затем срывается с места скорость чтобы совершить еще один маневр. Более наглядно эту зависимость можно увидеть на графике. печати квадрата:

    график печати квадрата

    Интересно! Два принтера могут иметь разную скорость Работа. Например, 100 мм/с и 180 мм/с. Обе машины производят одну и ту же модель примерно за одинаковое время. Причину этого можно объяснить геометрией изделия. Чем больше граней, тем меньше вероятность того, что устройство достигнет своего максимального значения. скорости .

    Диаграмма.

    Можно ли увеличить скорость печати 3D-принтера?

    Теоретически кажется, что регулировать нужно только три параметра (рывок, ускорение и т. д.) и скорость ), как принтер начнет печать изделия в разы быстрее . Но так ли это на самом На практике все выглядит иначе.

    Часто ограничения скорости Они «живут» в слайсере или в прошивке устройства. Если пользователь обладает достаточными навыками программирования или просто знает, какие параметры нужно подправить, то скорость можно увеличить количество настроек. Например, установите параметр перемещения по оси Z на 100 % и измените настройку частоты двигателя в системном файле.

    Пример кода для любой из прошивок принтера Здесь заданы режимы работы 10 и 20 кГц.

    код.jpg

    Однако результат не удовлетворит пользователя. Если частота будет значительно увеличена. скорости Появится множество толчков, сбоев и разрывов. печати . Все это повлияет на модель. Технология ограничена механическими ограничениями.

    • Линейные подшипники создают боковое сопротивление при резком старте и торможении.
    • Ремень начинает подпрыгивать, вызывая продольный люфт.

    Последний дефект особенно заметен в агрегатах с подпружиненными натяжителями ремня. По этой причине некоторые производители используют облегченные экструдеры Боудена, но и они имеют свои недостатки.

    Информация! Скорость. печати Скорость 3D-принтера Ender 3 составляет 180 мм/с. Однако при использовании слайсера Cura скорость этого профиля ограничена 60 мм/с. принтер 60 мм/с — это предел. Это настройка по умолчанию, и не все владельцы печатного оборудования знают об этой настройке.

    Выставление скорости в программе:

    Снимок программы

    Производительность горячего конца

    Работу горячей части невозможно избежать. Именно она сжимает горячий пластик. От скорости Плавление материалов и быстроты Время, необходимое для создания модели или детали, зависит от ее текучести.

    Известно, что площадь расплавленного стержня в горячем конце очень мала. Ограничена. самой от высоты нагревательного блока. Этот параметр нельзя увеличить, так как пластик не должен плавиться на заданном уровне.

    В качестве еще одного способа повышения производительности можно рассмотреть установку блоков большего размера. Например, вулканы. В нем высота зоны плавления пластика составляет 20 мм. В отличие от этого, зона плавления обычного блока типа E3D имеет длину всего 11,5 мм.

    Важно! На скорость печати А также прошивка привода, сам Auditor. Последний отвечает за работу всех узлов. Его можно сравнить с процессором компьютера. Чем больше у него задач, тем медленнее он работает. Контроллер должен следить одновременно за тремя процессами: работой двигателей на осях, плавлением и подачей пластика.

    Схема работы контроллера:

    Диаграмма контроллера

    Сравнение скорости печати 3D-принтера в зависимости от технологии

    Мы рассмотрели приведенные выше зависимости. скорости печати на одном типе принтера -FDM; однако эта техника представляет собой лишь одну из областей. печати . На самом На самом деле существует гораздо больше способов создания 3D-моделей. Однако к 2020 году наибольшей популярностью будут пользоваться две технологии. печати :

    • Методы пластиковой облицовки (FDM/FFF),
    • Методы лазерного выжигания (DLP /SLA).

    В первом случае используется пластик, во втором — полимерная смола. Сравнивая эти технологии между собой, можно утверждать, что работа с полимерами прогрессирует. быстрее Мастера SLA могут использовать до 10 и более компонентов (в зависимости от размера). Скорость. печати Это будет то же самое, что и создание одного и того же изделия. При работе с пластиком каждое место должно быть создано отдельно.

    На конечную производительность влияют корректировки настроек и выбор конкретных моделей принтера . Для наглядности мы прилагаем таблицу с указанием времени для печати двух 3D-моделей на принтерах FD M-Ultimaker 2 и Wanhao Duplicator 6:

    FDM принтеры .jpg

    Средняя скорость печати Для FDM оно зависит от выбора типа пластика, размера сопла и настроек экспонирования. для печати Модели высотой 10 см с толщиной слоя пластика 0. 1-0. 4 мм, и скоростью со скоростью до 150 мм/с, занимает от 3 до 11 часов. Для более крупных моделей может потребоваться до 2 дней. печати Толщина слоя 0. 1 мм и SLA-принтеры высотой до 11 см требуют 7 часов.

    Полимер. принтер работает чуть быстрее Печать одними и теми же аксессуарами при одинаковом уровне качества. Однако стоимость расходных материалов для SLA в три раза выше, чем для FDM.

    Важно! Измельчение также может оказывать влияние. на скорость работы. Так печать Один и тот же чехол для iPhone занимает 44 минуты у Cura и 65 минут у производителя.

    Самый быстрый 3D-принтер

    О машинах вроде Harp стоит упомянуть, если мы говорим о проектах, которые являются флагманами индустрии: конец 2019 года. это самый Продуктивно и определенно, самый быстрый 3D-принтер в мире. В настоящее время эта модель находится в процессе роста, доработки и разрушения. Однако группа инженеров из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США) уверена, что сможет оставить принтер в коммерческое производство до начала 2021 года.

    HARP (High-ARA Rapid Printing) — это технологическое решение, основанное на принципе стереолиза. Однако, в отличие от уже известных трехмерных устройств, этот аппарат работает с S O-Calculated Liquid Teflon. Жидкость проходит через прозрачную трубку и поглощает часть тепловой энергии от ультрафиолетового излучения. В результате материал охлаждается и застывает.

    Технические характеристики Harp впечатляют: 1. 322 кв. см:

    • 2. 322 кв. см.
    • высота печати по оси Z – 4000 мм;
    • скорость печати – 50 см/час.

    Сравнение рабочих кабинетов принтера На стандартном 20-дюймовом дисплее:

    устройство печати

    Инженеры и разработчики арфы утверждают, что она их принтер Полноразмерная человеческая фигура может быть напечатана всего за два-три часа. Других таких не существует. принтера Harp — это проект, который разрабатывается уже некоторое время. Однако Harp — это проект, который пока существует только в одном экземпляре. Его нельзя купить или взять в аренду.

    Технология CLIP

    На начало 2020 года это самая быстрая технология печати Harp — это проект, доступный обычным пользователям. Clip (Continuous Liquid Interface Production) — разработка компании Carbon 3D. Основан на. печать с использованием смолы Photoclub. Скорости работы в Clip превышают все остальные. принтерах в 20–100 раз.

    Такие показатели скорости Они достигаются за счет постоянного подъема платформы во время создания объекта. Технология исключает использование механических конструкций, таких как в принтерах типа FFF или SLA.

    что устройство работает в режиме непрерывного проецирования. Действительно, объекты печатаются без перерыва. Отсутствие операций движения положительно сказывается на качестве готового продукта. Переходы между слоями фактически не наблюдаются.

    Сравнительная измерительная панель скорости Клипы и другие технологии печати :

    Сравнительный анализ

    Как работает CLIP?

    На дне ванны с жидкой смолой находится специальное окно, через которое проходит свет и кислород. Под стеклом находится проекционная лампа, излучающая спектр ультрафиолетового света. Ниже уровня проекции находится так называемая мертвая зона. Здесь нет слоя, богатого кислородом.

    Воздушный зазор отделяет область печати от экрана фары. Пластик не прилипает к нему и затвердевает равномерным слоем, не разрываясь и не переходя на следующий слой полимера. Таким образом достигается высокая скорость печати на данном принтере .

    Высота (толщина) мертвой зоны составляет несколько десятков микрометров. Смола как бы парит над печатным экраном. Модель медленно вытягивается вверх печать до тех пор, пока она не будет завершена. В конце процесса включается процесс «запекания». Изделие вытягивается и проверяется на предмет полной интеграции смолы.

    Схематическое изображение печати :

    Схематическое отображение печати

    Приложения CLIP

    Владение принтером Клипсы стоят копейки. Однако их покупают и используют многие крупные компании. В частности, производители Truventure Composites LLC, Ford, Addidas и Medical Appliances Medical Inc.

    Карбоновые 3D-принтеры оцениваются за скорость и точность печати Углеродные 3D-принтеры, по оценкам специалистов, имеют более низкую себестоимость по сравнению с другими существующими 3D-принтерами.

    Интересно! Пока что продукция Carbon3D будет интересна только крупным игрокам на рынке. Дело в том, что компания не продает печатное оборудование. Он сдает его в аренду по подписке. Таким образом, годовая «подписка» обходится пользователю в 40 000-50 000 долларов США. Принтер имеет фиксированную цену за один год работы. Не каждый бизнес захочет иметь такую дорогую «игру».

    Модели 3D-принтеров, использующих эту технологию печати CLIP

    С начала 2020 года существует три модели Carbon3D: две модели первого поколения и большая модель принтер :

    1. Carbon М1. Область печати -144 x 81 x 330 мм.
    2. Carbon М2. Область печати -190 x 118 x 326 мм.
    3. Carbon L1. Область печати -400 x 250 мм. высота оси Z не определена.

    Полные характеристики этих устройств можно найти на официальном сайте производителя.

    внешний вид 3д принтеров

    Тематические исследования

    Компания с каждым годом расширяет сферу своего влияния. Сегодня мы знаем о нескольких крупных партнерах Carbon3D:

    1. adidas. В 2018 году компания запустила пробную версию своей печатной подошвы. Несмотря на концептуальную идею и стоимость в 300 долларов США, партия была быстро исчерпана. Это привело к тому, что adidas выпустила целую линейку спортивной обуви под названием Alphaedge4D.

     печать обуви

    Очевидное место

    2. Ford. В 2019 году автогигант выпустил еще одну линейку автомобильных аксессуаров, изготовленных методом 3D-печати. Компания также использовала принтер для механических целей. Полномасштабный печатный механизм быстро выявил недостатки конструкции и позволил сразу же их исправить.

    Часть

    Часть авто

    3. riddell. Один из самых известных брендов в США. из самых важный производитель шлемов для американского футбола. Недавно она начала печатать изделия на принтерах Carbon3D тесно сотрудничает с Riddel. Ее шлемы красуются на рекламных материалах полиграфической компании.

     принтер печатающий шлем

    Смешно! В начале пандемии 2020 года компания начала сотрудничать с американской медицинской компанией, которая, по словам руководства Carbon3D, за одну неделю работы может произвести до 1 миллиона образцов Covid-19.

    LSPc

    Еще одна технология скоростной печати Принцип работы LSPC схож с принципом работы клипсы: название LSPC означает «свет в смазочном подслое». Компания-разработчик — NEXA3D. Скорость. печати на таком принтере Достигается 1 см/мин. Это значительно выше, чем у тех же FDM или SLA.

    Сравнительная таблица и скорость печати :

    Сравнительная таблица и скорость печати

    Особенности технологии

    Технология имеет много общего с DLP- и SLA-принтерами, но выглядит как клип-устройство.В конструкции LSPC используется прозрачный самонаклад. Он располагается между дном резервуара со смолой и печатаемой моделью. Свет также поступает со дна уникальной по своей структуре матки.

    Скорость печати на LSPc принтере :

    Диаграмма.

    Подобно зажиму, мембрана предотвращает прилипание напечатанной модели к экрану. Это означает, что процесс является непрерывным. Это отражается на на скорости производстве и качестве продукции. В принтерах NEXA3D оснащен специальными датчиками, которые снижают количество технических ошибок. Смола подается в специальных картриджах. Это избавляет от необходимости постоянной дозаправки и позволяет печатать модели без перерыва.

    Принтер Nexa3d

    Области применения

    Для принтера Создано множество многосторонних смол, что делает ее «солдатом мира» в области печати . Сегодня NEXA3D используется производителями аэрокосмической и автомобильной промышленности, потребительских товаров и электроники.

    SLS

    В качестве альтернативы двум предыдущим технологиям стоит рассмотреть метод селективной лазерной печати (SLS). Вышеупомянутый метод. принтеры оценили не только крупные компании, но и малые и средние предприятия, а также частные исследовательские институты.

    Отчет!Технология SLS была впервые разработана и запатентована в начале 1980-х годов. Она была открыта в Техасском университете в Остине двумя учеными, Карлом Декардом и Джо Биманом.

    Описание технологии

    В принтерах Технология SLS используется для выжигания частиц полимерной пыли под воздействием лазерного луча. Процедура проводится на матрасах. В качестве сырья могут использоваться металлы, стекло или другие композитные материалы.

    После процесса запекания полимера конечные компоненты «отдыхают». Когда вся пыль в камере остынет, из остатков неиспользованного материала появляется напечатанное изделие. Готовая модель всегда нуждается в последующей обработке.

    Заключительный этап печати в камере SLS принтера :

    Процесс обработки

    За и против

    Современные SLS-принтеры не такие громоздкие, как раньше. Сегодня они доступны как новичкам, так и продвинутым и большинству печатников.

    Преимущества технологии SLS:

    1. Готовые изделия не имеют внутренних тенденций, как, например, комплектующие, изготовленные на FDM-принтерах. Они обладают изотропными механическими свойствами.
    2. SLS-печать не требует создания опорных и колонных конструкций. Это значительно упрощает создание сложных геометрических форм, а также позволяет использовать практически всю рабочую камеру.
    3. Полиамидные материалы, из которых изготавливается готовая продукция, отличаются особой прочностью. Их можно использовать в качестве комплектующих к одному мобильному устройству.
    1. Пока что SLS-принтеры очень дороги. Их нельзя сравнить с затратами на производство на том же FDM-принтере.
    2. При использовании пыли необходимо соблюдать правила безопасности. Принтеры можно использовать только в оборудованных помещениях.
    3. Готовый компонент всегда нуждается в постобработке, так как поверхность имеет зернистую текстуру.

    Интересно! Стоимость SLS-принтеров достаточно высока, чтобы использовать их в бытовых целях. Например, модель Centalit Lisa размером 150 х 150 мм обойдется принтеру в 900 000 рублей. Есть принтеры свыше 1 млн рублей.

    Заключение

    Скорость печати — Это достаточно относительное понятие. Оно зависит от многих факторов: от характеристик FDM-принтера, толщины печатной матрицы, используемого пластика и хот-энда. Теоретически, время печати можно сократить, но качество при этом значительно снижается. Кроме того, увеличение скорости приведет к быстрому износу компонентов принтера .SLA- и SLS-принтеры работают быстрее . Однако они дороже, и расходные материалы для них тоже стоят дороже.

Оцените статью