Kodėl 3D spausdintuvai tokie lėti?

Bėgant metams 3D spausdinimas tapo pigus ir patikimas. Pradedantiesiems tinkamos medžiagos, tokios kaip PLA ir PETG, padarė namų gamybą lengviau prieinamą nei anksčiau. Deja, tikrasis 3D spausdinimo procesas tebėra nepaprastai lėtas, todėl daugeliu atvejų reikia spausdinti kelias dienas.

Kodėl 3D spausdintuvai vis dar vykdo savo verslą ledynų tempu, kai jie buvo prieinami vartotojams daugiau nei dešimtmetį?

Atsakymas slypi inžinerijos ir gamybos iššūkiuose, kurie lemia, kad 3D spausdinimas yra komerciškai perspektyvus. Pažvelkime į šiuos iššūkius ir perspektyvią technologiją, kuri gali pagreitinti 3D spausdinimą visiems.

Lovininkai nemėgsta greitai judėti

Pirmasis patarimas slypi tipiško vartotojų 3D spausdintuvo išvaizdoje. „Amazon“ ieškant 3D spausdintuvų gaunami rezultatai, kurie praktiškai nesiskiria vienas nuo kito. Tai apgailėtinas vartotojų 3D spausdintuvų, pagrįstų Prusa i3 dizainu, šalutinis produktas. Matyt, nėra geresnio požiūrio į masinę pigių spausdintuvų gamybą. Deja, toks ekonomiškumo siekimas kainuoja greitį.

Pažvelkime į „Prusa i3“ judesio sistemą, kad suprastume, kodėl taip yra.

Jūsų vidutiniam vartotojui pritaikytas 3D vaizdas yra pigus visų pirma todėl, kad yra nesudėtingas. Šis paprastumas taikomas ir jų judėjimo sistemai. Pavyzdžiui, X ašį sudaro spausdinimo galvutė, judanti išilgai V formos išpjovos aliuminio ekstruzijos. Savo ruožtu Z ašis perkelia visą X ašies mazgą aukštyn ir žemyn. Tai gali atrodyti kaip didelis svoris, tačiau tai nėra didelis susirūpinimas, nes 3D spausdintuvai Z ašimi juda retai ir tik milimetro dalį vienu metu.

Tačiau tokių spausdintuvų Y ašies sąranka tikrai nėra optimali. Šiai varganai ašiai pavesta Heraklio užduotis perkelti visą lovą, kuri taip pat yra sunkiausia 3D spausdintuvo dalis. Jei norite spausdinti greitai, geriausia, kad judantys komponentai būtų kuo lengvesni. Jau dabar sudėtinga greitai perkelti 150 gramų sveriančią spausdinimo galvutę, išlaikant mikrometro tikslumą.

Dabar įsivaizduokite, kad tą patį darote su 1,5 kg sveriančia lova. Nenuostabu, kad 3D spausdintuvai, kuriuose naudojamas „Prusa i3“ dizainas, dėl šios priežasties šnekamojoje kalboje vadinami lovų šlifuokliais.

Kas nutinka, kai vis tiek spausdinate greitai?

Išsiaiškinome, kodėl jūsų vidutinis 3D spausdintuvas yra lėtas. Bet ką daryti, jei išjungtume programinės aparatinės įrangos spausdinimo greičio ir pagreitinimo apribojimus, kad vis tiek būtų galima greitai spausdinti? Per greito judėjimo kaina neapsiriboja didžiuliu žingsninių variklių įtempimu ir jų perkaitimu. Spaudos kokybė yra pirmoji auka kovoje tarp silpno variklio ir atkaklios sunkios lovos masės. Tai pasireiškia kaip skambėjimas arba šešėliai, kuriuos sukelia per didelė vibracija, susijusi su greitu spausdinimu.

Ekstremaliais atvejais 3D spausdintuvo komponentai laikui bėgant gali atsilaisvinti. Nors ir lengva priveržti varžtus, greitas spausdinimas ant „Prusa i3“ stiliaus dažnai sukelia negrįžtamą judėjimo komponentų nusidėvėjimą. Labiausiai nukenčia pigūs V formos griovelių voleliai, naudojami tokių spausdintuvų judėjimo sistemoje. Plastikiniai ratai, einantys palei V formos vikšrus ant aliuminio išspaudų, labai susidėvi, kai spausdinami dideliu greičiu.

Įprastas 3D spausdintuvas, pagrįstas „Prusa i3“ dizainu, negali spausdinti greitai ir bet kokio laipsnio kokybe ar ilgalaikiu patikimumu. Bet kaip dėl skirtingo dizaino spausdintuvų. Turėtų būti keletas perspektyvių alternatyvų, tinkamų greitam spausdinimui, tiesa?

Delta spausdintuvai: pigūs ir greiti, bet netikslūs

Delta 3D spausdintuvai nuo pat pradžių sukurti taip, kad būtų greiti. Jų lengva spausdinimo galvutė yra greitesnė ir lengviau valdoma dėl iš prigimties mažesnio impulso. Be to, „Delta“ konstrukcijoje naudojama mažiau komponentų nei lovos pakabos atitikmens, todėl jo gamyba yra dar pigesnė. Pigūs ir greiti spausdintuvai skamba nepriekaištingai, bet kodėl tada mes jų nematome pakankamai?

Delta dizaino spausdintuvai daro daug kompromisų siekdami greičio. Dėl kompaktiškų ir lengvų spausdinimo galvučių neįmanoma įdiegti tiesioginės pavaros ekstruderio. Sužinokite daugiau apie šią technologiją mūsų svetainėje tiesioginės pavaros ekstruderio kreiptuvas. Tuo tarpu dėl šio tik Bowdeno ekstruderio apribojimo Delta spausdintuvai negali apdoroti lanksčių gijų, o tai kenkia jų universalumui.

Tačiau didžiausias jų kompromisas yra sumažėjusi spausdinimo kokybė, ypač spausdinant didelius modelius, kurie yra išskirstyti horizontaliai. Be to, „Delta“ pasiekiama paviršiaus spausdinimo kokybė nepalyginama su lovų stropomis. Tai dar labiau apsunkina apvali lova, kuri riboja konstrukcijos tūrį, ir bendras jų polinkis tobulėti tik esant aukštiems atspaudams.

Šie apribojimai yra pakankamai griežti, kad vartotojų 3D spausdinimo pramonė išstumtų Delta spausdintuvus į nišą, nepaisant jų įspūdingo greičio ir ekonomiškumo.

CoreXY spausdintuvai: greitis kainuoja

Greičiausi spausdintuvai yra pagrįsti CoreXY kinematika, kaip paaiškinta mūsų pradedančiųjų Voron 3D spausdintuvų vadovas. Tai sudėtinga judesių sistema, kurioje lova beveik nejuda, tačiau žymiai lengvesnė spausdinimo galvutė judama žaibišku greičiu. Skirtingai nuo Delta spausdintuvų, CoreXY dizainas išlaiko kokybę ir leidžia naudoti tiesioginės pavaros ekstruderius.

Vienintelė problema yra ta, kad dėl ypatingo sudėtingumo ir didelių išlaidų šie spausdintuvai nėra perspektyvūs vartotojų 3D spausdinimui. Taigi CoreXY spausdintuvai apsiriboja nišiniais atvirojo kodo projektais, skirtais 3D spausdinimo entuziastams. Tai nenuostabu, atsižvelgiant į tai, kad vidutinis CoreXY 3D spausdintuvas vien dalimis kainuoja nuo 1000 iki 2000 USD.

Vartotojams skirtų 3D spausdintuvų gamintojai vis dar nesugalvojo, kaip šią technologiją padaryti pigią ir pakankamai prieinamą pagrindiniams vartotojams.

Greitis yra prabanga, kurios 3D spausdintuvai negali sau leisti

Apibendrinant galima pasakyti, kad greitas 3D spausdinimas yra brangus reikalas. Galite turėti pigų „Delta“ spausdintuvą, kuris greitai veikia kokybės ir gamybos apimties kaina, arba galite išleisti daug pinigų „CoreXY“ įrenginiui. Nė vienas iš šių kraštutinumų netinka vartotojams.

Štai kodėl praktiškai kiekvienas vartotojų 3D spausdintuvas yra pagrįstas Prusa i3 dizainu. Šie spausdintuvai gali būti lėti, tačiau vis dėlto jie užtikrina gerą kainos, funkcijų ir našumo pusiausvyrą. Greitis yra apgailėtina masinės rinkos patrauklumo 3D spausdintuvų gamybos auka.

5 mažiau žinomi įrankiai, palengvinantys 3D spausdintuvo priežiūrą

Skaitykite toliau

Apie autorių