З якою швидкістю друкують FDM 3D-принтери

3D-друк у домашніх умовах дарує нам можливість виготовляти задані об'єкти за дуже низькою ціною. Однак час, який потрібен для перетворення 3D-моделі на фізичний об'єкт, не такий уже й малий, як можна було б подумати. Розмір і якість друку мають визначальний вплив на швидкість друку, і може знадобитися багато годин, щоб отримати кінцевий результат. Насправді різні випробування показують, що швидкість принтера значно менше впливає на тривалість друку, ніж установки розміру та якості.

Настільні принтери

Налаштування швидкості 3D-друку

У цілому нині існує три блоки швидкісних налаштувань, підтримуваних 3D-принтерами. Перший блок включає швидкості від приблизно 40 до 50 мм/с, другий — 80–100 мм/с, найшвидший друк ведеться при приблизно 150 мм/с. Деякі принтери можуть друкувати навіть на швидкості понад 150 мм/с.

Зазвичай, швидший 3D-друк означає нижчу якість. При швидкості вище 150 мм/с якість падає суттєво, і можуть виникнути проблеми, оскільки філамент на таких швидкостях схильний до прослизання.

Як задати швидкість друку

Зазвичай швидкість 3D-друку задається у програмі-слайсері, яка використовується для підготовки 3D-моделі до друку. У Cura, наприклад, потрібно просто вказати бажану швидкість друку в поліPrint speed у вкладціBasic (у попередніх версіях спочатку потрібно було перейти в режимAdvanced і відкрити вкладкуSpeed ).

Cura обчислює тривалість процесу друку на основі швидкості друку та установок якості.

Як тільки швидкість друку (Print speed ) або іншаналаштування змінено, Cura перераховує час друку та відображає його (див. за стрілкою). Розрахунки Cura виявляються дуже близькими до реального часу друку.

Скільки триває 3D-друк на практиці?

Щоб дізнатися, наскільки швидко насправді друкують 3D-принтери, на двох більш менш складних об'єктах були протестовані два популярні десктопні принтери — Ultimaker 2 і Wanhao Duplicator 6.

Було надруковано такі дві моделі:

3DBenchy. Ця 3D-модель розроблена для тестування та вимірювання швидкості роботи 3D-принтерів; вона досить складна і потребує уваги. Кораблик має 6 см завдовжки, 4,8 см заввишки і 3,1 см завширшки. Тут можна отримати безкоштовно для тестування STL-файл 3DBenchy.

Швидкість 3D-друку 3DBenchy відносно невелика, модель досить складно друкувати (Фото: 3DBenchy.com).

Універсальна підставка для планшетів (товщиною до 1,2 см). Підставка має 14 см завдовжки, 4,2 см заввишки і 9,8 см завширшки. STL-файл безкоштовно доступний Thingiverse.

Підставка досить велика і складна у пресі (Фото: Thingiverse).

Ці об'єкти були надруковані на двох швидкостях: 100 мм/с та 50 мм/с, при подібних налаштуваннях. Ось результати:

Принтер

Модель

50 мм/сек

100 мм/сек

Wanhao Duplicator 6

Для дрібніших моделей різниця між повільною та швидкою печаткою в очі особливо не впадає: майже 2,25 години проти менш ніж 2 години. Якщо ви не шалено обмежені в часі, виберіть нижчу швидкість — якість друку буде вищою.
Для великих моделей швидкість друку відрізняється значно: 6,5 годин проти 4,75 години.

Хитрість. Якщо у васнемає власного 3D-принтера, скачайте безкоштовно програму Cura із сайту Ultimaker. Cura має профілі для більшості настільних принтерів (FDM), так що можна перевірити, скільки часу займе друк конкретної 3D-моделі на тому чи іншому апараті — досить просто імпортувати STL-файл і пограти в Cura налаштуваннями. Щоб випробувати інший 3D-принтер, потрібно вибрати Machine > Add new machine.

Чи обіцяє високошвидкісне спікання найбільшу швидкість 3D-друку?

У промислових масштабах на горизонті є ще більш вражаючі перспективи. Шеффілдський університет оголосив, що його вчені побудували 3D-принтер (профінансований на суму 1 млн фунтів), який може виготовляти деталі із пластику так само швидко, як традиційними методами масового виробництва, такими як лиття.

Процес називається високошвидкісне спікання (HSS), при ньому йде пошарове розплавлення полімеру (так само, як у процесі адитивного друку), проте замість використання лазерів, HSS друкує на порошковій підкладці чорнилом, що поглинає інфрачервону частину спектра. Після друку шару він піддається впливу інфрачервоного випромінювання, порошок, покритий чорнилом, нагрівається, внаслідок чого плавиться, при цьому не опромінений порошок залишається холодним.

Команда під керівництвом професора Ніла Хопкінсона стверджує, що й апарат здатний виробляти деталі до 1 м³, тобто. з пральну машинку, що втричі більше, ніж можуть існуючі принтери. Швидкість друку залежить від розміру об'єкта, однак, за оцінкою Хопкінсона, невеликі компоненти будуть створюватися на швидкостях менше однієї секунди на деталь.

На яку нам від цього користь? Тішити має те, що технологія HSS отримала ліцензію для виробників промислових 3D-принтерів.на неексклюзивній основі, і нові апарати очікуються на ринку у 2017 році. Це означає, що вже в недалекому майбутньому очікується переходу цієї промислової технології на «домашній» рівень.