Velocidade de impressão 3D versus qualidade; Melhores configurações!

Todos nós queremos tirar o melhor proveito de nossos modelos impressos em 3D, tanto em termos de qualidade quanto de velocidade. O problema é que na maioria das vezes a qualidade e a velocidade não andam de mãos dadas e encontrar o ponto ideal entre qualidade e velocidade exigirá algumas tentativas e erros para cada impressora e tipo de filamento.

Neste artigo, falarei sobre o impacto que a velocidade de impressão tem na qualidade de impressão, os problemas mais comuns e como encontrar as melhores configurações.

A velocidade de impressão afeta a qualidade da impressão?

Na maioria das vezes, a velocidade de impressão tem um impacto significativo na qualidade de impressão. Como regra geral, velocidades de impressão lentas produzem impressões de melhor qualidade. Alcançar tempos de impressão rápidos sem perder a qualidade de impressão é possível, mas isso dependerá do tipo de sua impressora 3D e da qualidade dos materiais utilizados.

Por que isso afeta a qualidade de impressão?

O grau em que a velocidade de impressão afeta a qualidade da impressão estará vinculado à capacidade da máquina de lidar com essa velocidade. A maioria das impressoras 3D de consumo não são feitas com tempos de impressão rápidos em mente. Essas máquinas geralmente são feitas com materiais baratos para torná-las acessíveis a todos. À medida que você aumenta a velocidade de impressão, essas deficiências de design e material são mais perceptíveis.

Movimentos rápidos da extrusora geram uma quantidade significativa de vibrações e os resultados são impressões de baixa qualidade. As configurações Bowden têm menos peso na extrusora, portanto, são mais estáveis ​​e atenuam esse problema. Uma impressora 3D de boa qualidade com configuração Bowden pode atingir velocidades de impressão rápidas sem perder qualidade.

Além da qualidade da impressora 3D, precisamos considerar os filamentos usados ​​para imprimir. Mesmo que a impressora 3D possa lidar com uma determinada velocidade de impressão, o filamento só pode derreter tão rápido, limitando as taxas de fluxo de extrusão. Diferentes tipos de filamentos impressos na mesma velocidade produzem resultados díspares, pois possuem propriedades físicas e químicas diferentes.

Melhores configurações de velocidade para impressão 3D

Na impressão 3D, as melhores configurações variam para cada fabricante, pois as configurações ideais dependem de muitos fatores, como o modelo da impressora 3D, o filamento e as condições ambientais.

Velocidade de impressão

A velocidade de impressão controla a rapidez com que o bico se move pela placa de impressão durante a impressão. Normalmente, velocidades de impressão lentas produzem resultados de melhor qualidade, pois velocidades altas podem levar a problemas de toque e subextrusão. Para descobrir as melhores configurações de velocidade de impressão para sua máquina, baixe esta Torre de teste de velocidade .

No link, você encontrará todas as instruções de como configurar a Torre de Teste de Velocidade imprimir. Basicamente, esse teste aumenta a velocidade de impressão à medida que a torre sobe para que você possa ver a diferença na qualidade de impressão em uma determinada velocidade e descobrir a melhor configuração para sua impressora 3D.

Velocidade de retração

A velocidade de retração determina a rapidez com que a impressora retrai o filamento através do bocal enquanto altera a posição de impressão. Isso é feito para evitar vazamentos de filamentos. Se a velocidade de retração estiver muito baixa, você verá fios e bolhas em seus modelos. Por outro lado, se a velocidade de retração for muito alta, as engrenagens de acionamento que alimentam o filamento podem danificar o filamento e atrapalhar o fluxo de alimentação.

Para descobrir as configurações de velocidade de retração adequadas para sua impressora, baixe este Teste de retração . Imprima alguns testes, começando com uma velocidade de retração de 25 mm/s, e aumente em 5 mm/s, desde que veja bons resultados. A velocidade que produz o resultado mais limpo deve ser sua velocidade de retração ideal.

Velocidade de viagem

A velocidade de deslocamento é a velocidade na qual o bico se move enquanto não está extrudando o filamento. Se a velocidade de deslocamento for definida muito alta, os movimentos do cabeçote de impressão podem gerar algumas vibrações graves que levam a problemas de toque ou até mesmo de mudança de camada.

Para obter as configurações ideais de velocidade de deslocamento para sua impressora, baixe este Teste (o mesmo modelo usado para testar a velocidade de retração). Para a primeira impressão, use uma velocidade de deslocamento de 100 mm/s e se a superfície estiver boa, você pode repetir a impressão aumentando a velocidade de deslocamento em 5 mm/s. Você pode repetir o processo até ver defeitos na superfície.

Velocidade e Duração da Impressão

Altas velocidades de impressão podem diminuir drasticamente a duração da impressão. Usando o Rascunho do Cura profile, fatiei um Benchy usando diferentes velocidades de impressão para ver o quanto a duração da impressão diminui. Estes são os resultados:

Velocidade de impressão	Duração da impressão
20 mm/s	164 milhões
30 mm/s	114 milhões
40 mm/s	90m
50 mm/s	76 milhões
60 mm/s	66 milhões
70 mm/s	60m
80 mm/s	55m
100 mm/s	49 milhões
120 mm/s	45 milhões
140 mm/s	42 milhões

Como você pode ver, os primeiros incrementos de velocidade são os que têm maior impacto na redução da duração da impressão. Isso acontece porque, dependendo da forma geral e do tamanho do objeto impresso, a extrusora pode não conseguir atingir essas velocidades mais altas.

Problemas que surgem ao imprimir muito rápido

Adesão de camada fraca

Mesmo que a impressora 3D possa lidar com uma alta velocidade de impressão, o filamento ainda precisa de tempo para se unir adequadamente. À medida que o filamento é colocado, ele precisa grudar na mesa de impressão e se fundir com as outras camadas para manter a forma desejada. Se a impressora estiver indo muito rápido, o filamento não terá tempo para criar uma ligação forte, resultando em uma adesão fraca da camada.

Mudança de camada

Ao imprimir em alta velocidade, há uma chance de os motores dos eixos X, Y e Z falharem devido ao excesso de estresse e colocarem uma camada no lugar errado. Isso acontece porque os motores estão sendo forçados a se mover a uma velocidade maior do que podem suportar. A mudança de camada pode acontecer gradualmente ou como um grande deslocamento.

Preenchimento fraco, subextrusão

Se estivermos imprimindo muito rápido, a extrusora pode não conseguir acompanhar e acabar extrudando menos filamento do que o software pensa que está extrudando. Essa subextrusão geralmente produz um preenchimento fraco e, portanto, enfraquece a estrutura geral do objeto impresso em 3D, pois pode quebrar facilmente. Podemos identificar esse problema se percebermos que as camadas são muito finas e o preenchimento é fibroso.

Tocando

Quando a impressora está se movendo muito rápido e precisa fazer uma mudança repentina de direção, como em um canto agudo, a inércia da extrusora pode causar uma quantidade considerável de vibrações que causam o zumbido. O toque é um defeito visível de um padrão indesejado de linhas na superfície do objeto impresso em 3D.

Ponte

A alta velocidade de impressão pode diminuir a qualidade da ponte. Sempre que uma impressão precisa conectar duas colunas com uma extrusão de filamento suspenso (bridging), o filamento precisa de tempo para aderir à camada anterior. Se a extrusora estiver se movendo muito rápido, o filamento não poderá aderir a tempo de preencher uma lacuna.

Outras maneiras de obter tempos de impressão mais rápidos

Use um bocal maior

Com um bocal de grande diâmetro, você sacrifica a qualidade dos detalhes em troca da diminuição da duração da impressão, pois um bocal maior permite que mais filamentos sejam extrudados de uma só vez.

Imprima com uma altura de camada mais espessa

Quanto mais espessa a altura da camada do seu objeto impresso em 3D, menos camadas precisam ser impressas para finalizar sua impressão. A desvantagem das alturas de camada mais espessas é a perda de resolução em seu modelo.

Diminua a porcentagem de preenchimento e o número de conchas

Reduzir a porcentagem de preenchimento e o número de conchas reduz a resistência geral de um objeto impresso em 3D. À medida que diminuímos essas configurações, a quantidade de material extrudado é reduzida, portanto, obtemos tempos de impressão mais rápidos.

O tipo de filamento afeta a velocidade de impressão?

O tipo de filamento usado para impressão desempenha um papel importante na velocidade de impressão. As propriedades físicas e químicas variam para cada tipo de filamento e, portanto, as velocidades de impressão recomendadas para cada um deles.

Estas são boas velocidades de impressão para alguns dos filamentos mais utilizados:

Filamento	Velocidade
ASA	20 / 50 mm/s
ABS	40 / 80 mm/s
PETG	40 / 90 mm/s
PL	30 / 90 mm/s
NYLON	40 / 60 mm/s
HIPS	25 / 55mm/s
TPU	10 / 30 mm/s

Tenha em mente que você deve sempre verificar o seu carretel de filamento para obter as melhores configurações de velocidade, pois essas configurações podem mudar dependendo do fabricante.

Qual ​​a velocidade de impressão de uma impressora 3D?

Como disse anteriormente, a velocidade máxima que uma impressora 3D pode atingir depende da qualidade de seus componentes. Para as impressoras FDM mais comuns, a velocidade média de impressão é de cerca de 40 mm/s a 80 mm/s, enquanto algumas melhores são capazes de atingir 100 mm/s a 150 mm/s.

Gostaria de fazer uma menção especial ao projeto VORON. Este é um projeto não comercial que oferece aos usuários a oportunidade de construir sua própria impressora. Os planos são de código aberto gratuito e essas máquinas maravilhosamente projetadas podem atingir velocidades de impressão impressionantes. A documentação de compilação é ótima e você pode baixar o manual de montagem do site deles.

Configurações de velocidade da Ender 3 (Pro e V2)

Como a Ender 3 é uma impressora tão popular, decidi fazer alguns testes de velocidade, bem como alguns benchmarks e cubos de calibração em velocidades diferentes para descobrir o quão rápido eu poderia imprimir de forma confiável sem comprometer muito a qualidade.

Veja como as impressões ficaram (a câmera do meu telefone não é a melhor para detectar toques e fantasmas, então você pode ter que aceitar minha palavra sobre qual ficou melhor):

Teste de velocidade:

Embora possa não ser tão óbvio na imagem, a 200 mm/s não havia absolutamente nenhum efeito fantasma e 40 mm/s era muito semelhante. No entanto, a partir de 60 mm/s você pode ver claramente mais fantasmas.

Ao olhar para a mesma impressão pelas laterais, a altura em que foi impressa a 20mm/s e 40mm/s é um pouco mais suave do que todas as outras partes também.

Teste de bancada:

Embora possa não ser muito aparente nesta imagem, o Benchy impresso a 90mm/s teve um pouco mais de fantasmas presentes e algumas pequenas linhas de camada salientes, mas a diferença não foi tão perceptível quanto eu esperava.

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