A impressão 3D é rápida?

Uma das primeiras perguntas que nos fazemos ao entrar no mundo da impressão 3D é “Quão rápido posso imprimir XYZ?” A resposta pode variar de apenas alguns minutos a mais de 24 horas, o que obviamente não é a declaração mais útil que você ouviu em sua vida. No entanto, posso acrescentar algumas informações úteis a esta resposta medíocre, insatisfatória e provavelmente pedante.

O tempo que uma impressora de mesa comum (hobbyist) leva para finalizar um modelo depende principalmente da velocidade de movimento da extrusora, da altura da camada, da largura da linha, da porcentagem de preenchimento e da necessidade (ou não) de suportes. forte> Escusado será dizer que o determinante mais importante é o volume do objeto que queremos imprimir.

Se tudo o que você quer é uma resposta clara e específica, o tempo que leva para imprimir um Benchy de 13 gramas e 15,5 cm3 é de aproximadamente 60 minutos usando as configurações médias da impressora .

O Banco é o barco favorito impresso por amadores para avaliar a qualidade da impressora. Eu não sou a exceção, e é por isso que vou usá-lo como exemplo para o resto deste artigo.

Agora que você já sabe o que dizer aos seus amigos quando eles perguntarem quanto tempo leva para imprimir um pequeno barco aleatório e inútil, podemos tecnicamente parar de escrever/ler este artigo e seguir com nossas vidas! No caso não tão provável de você optar por ficar e continuar lendo, vou tentar fazer valer a pena e dar-lhe mais algumas coisas para dizer a eles. Deixe-nos garantir que você os deixe sem palavras (ou entediados até a morte)!

Principais determinantes da velocidade de impressão 3D

Falaremos mais detalhadamente sobre cada um dos principais drivers de duração de impressão, e se você quiser testar o impacto de cada um deles, você pode baixar um slicer (como o Ultimaker Cura). Ao alterar cada parâmetro e fatiar, o software produzirá uma duração de impressão estimada. Você nem precisa ter uma impressora 3D para fazer isso.

De fato, vamos construir uma tabela de diferentes durações de impressão do nosso amigável Benchy sob diferentes velocidades de impressão e alturas de camada! Como ponto de partida, usarei as configurações de rascunho do Cura:

Duração de impressão do Benchy (em minutos)

Como você pode ver, as configurações desempenham um papel importante na determinação do tempo de impressão. Em nosso exemplo simples, podemos esperar obter um Benchy em apenas 37 minutos ou em quase três horas. Também vale a pena notar que o cenário de impressão mais rápido que consideramos deve produzir um Benchy de aparência aceitável.

Você pode fazer o mesmo baixando Benchy do Thingiverse.

Velocidade de movimento da extrusora

Por razões óbvias, a velocidade do movimento da extrusora é um dos principais fatores que determinam o tempo total que a nossa impressora levará para produzir a peça de plástico desejada. Ele tem uma relação linear com a velocidade da impressora, o que significa que, se dobrarmos a velocidade de movimento, reduziremos aproximadamente pela metade nosso tempo de impressão.

Não há almoço grátis aqui, no entanto. Não podemos aumentar a velocidade de impressão ad infinitum e esperar que nosso barquinho continue lindo como sempre. Dependendo da impressora, podemos esperar obter bons resultados configurando o movimento em 50mm/s. Algumas impressoras FDM de ponta podem imprimir a 150 mm por segundo sem diminuir muito a qualidade de impressão.

Se você deseja descobrir a velocidade máxima perfeita da sua impressora, já tem um motivo para começar a imprimir seu próprio Benchy barcos. Comece em 35 mm/s e, se for bem-sucedido, aumente a próxima impressão em 5 ou 10 milímetros por segundo até encontrar o ponto ideal.

Se você optar por forçar sua impressora a se mover como Usain Bolt, ela não explodirá, mas você deve estar disposto a ver alguns fantasmas / toques, subextrusão, adesão de camada fraca e baixa qualidade geral, já que aumentar a velocidade vem com sua desvantagens inevitáveis.

Altura da camada

Outro recurso que tem uma relação aproximadamente linear com o tempo de impressão é a altura da camada. Dobrar a altura da camada de 0,1 mm para 0,2 mm reduzirá em 50% o tempo que você olha para a impressora.

* Dica não muito profissional:em vez de apenas olhar para sua impressão se materializando, você também pode sair e olhar para a grama (ela também muda de tamanho, embora muito mais devagar).

Para o tamanho padrão do bico de 0,4 mm, uma impressora 3D bem calibrada deve ser capaz de imprimir a uma altura de camada de 0,05 mm. Os resultados de conseguir isso podem ser incrivelmente gratificantes. Alturas de camada pequenas são especialmente adequadas para amadores interessados ​​em imprimir miniaturas pequenas e detalhadas.

Se você quiser levar a qualidade dos detalhes de impressão um passo adiante, considere trocar o bico de 0,4 mm por um de 0,25 mm. Essa mudança rápida e de baixo custo pode render resultados incríveis.

Por outro lado, se você tiver a paciência de uma criança de cinco anos (ou eu), você pode definir a altura da camada em até 0,32 mm com o mesmo bico e concluir suas impressões rapidamente.

Porcentagem de preenchimento

Eu recomendo adicionar normalmente um preenchimento na maioria das nossas impressões para torná-las mais resistentes. É claro que, como é o caso da maioria das configurações de impressão, a porcentagem de preenchimento também apresenta desvantagens potenciais:requer mais filamento e demora mais para imprimir. Isto é especialmente verdadeiro para modelos que têm muito volume interior.

Na imagem abaixo, mostro como são as diferentes porcentagens de preenchimento. À medida que o tempo passa e você se torna mais experiente em imprimir e ajustar as configurações, você concluirá que um preenchimento de 12% a 20% é suficiente para obter uma impressão robusta e resistente sem adicionar muito tempo de impressão ao trabalho.

Você deve ficar dentro do intervalo de preenchimento de 0% a 60%. Porcentagens acima desse limite tendem a ter pouco ou nenhum ganho de força e às custas de tempos de impressão obscenos. Como estimativa, a faixa de 0% a 20% é adequada para peças não funcionais, enquanto a faixa de 20% a 40% é onde a maioria das impressões de uso leve a pesado estarão. Existem raras exceções que exigem um preenchimento de 60%, portanto, evite essa magnitude, a menos que você ache claramente que é necessário.

Se você quiser ver uma impressão que claramente falhou por causa (entre outras razões) de preenchimento fraco, confira o enorme Benchy da primeira foto que tirei.

Suporte de impressão

Devido à forma como a Modelagem de Deposição Fundida (FDM ) funciona, há um ângulo máximo em que um modelo pode ser impresso antes que a impressão comece a falhar. Isso ocorre porque cada nova camada de filamento é depositada em cima da camada anterior, tornando-se um requisito ter algo abaixo para construir. Como regra geral, recomendo não imprimir objetos com ângulos superiores a 45° sem adicionar suportes.

Para fornecer uma referência, abaixo está uma renderização de um testador de benchmark de ângulo popular:

Além de mostrar o “teste de saliência”, também recomendo imprimi-lo para determinar em que ângulo sua impressora começa a falhar (baixe aqui). Também vale a pena considerar que sempre há espaço para melhorar alguns graus sem adicionar suportes.

Uma impressora experiente também poderá definir o posicionamento mais eficiente de um modelo dentro do software de fatiamento. Na maioria das vezes, você pode passar sem suportes simplesmente girando o modelo.

Espessura da parede de uma impressão 3D

A menos que você queira imprimir em Modo Vaso (onde apenas a parte externa do modelo é impressa em uma linha contínua), também é importante conhecer as compensações da espessura da parede. Por Espessura da parede, Refiro-me ao número de deposições de filamentos adjacentes que a extrusora faz em cada parte externa da impressão para “construir a parede”. Este parâmetro terá duas consequências principais:

• Uma maior espessura de parede equivale a uma impressão mais resistente e com melhor aparência.
• Uma impressão com paredes grossas levará mais tempo para imprimir e consumirá mais filamento.

Muitas configurações de impressora 3D têm mais de uma maneira de serem chamadas e a espessura da parede definitivamente não é exceção:dependendo do software, você pode encontrá-la em conchas , perímetros , lados ou loops .

A concha a espessura da impressão também é determinada pelo tamanho do bico e você deve sempre tentar defini-la como um múltiplo do diâmetro do bico (0,4 mm é o mais popular).

As configurações mínimas e recomendadas que descrevo abaixo se aplicam não apenas ao filamento PLA, mas também ao ABS, Nylon, PETG e todos os outros filamentos.

Se suas paredes forem muito finas, é possível que a impressão nem termine. Como a tecnologia FDM consiste em imprimir cada camada em cima da anterior, uma camada fina que ainda não solidificou é propensa a colapsar ao colocar a próxima camada por cima. No mínimo absoluto, deve ter 0,8 mm de espessura (dois perímetros). Esta é uma boa configuração para uma impressão que não é definitiva, mas apenas um teste intermediário do seu processo de design iterativo.

Exagerar na espessura também pode ser contraproducente, pois criará mais tensão interna e pode levar a deformações. Se você tiver em mente a durabilidade e a qualidade geral de impressão, considere uma parede de 1,6 mm de espessura composta por quatro perímetros.

Conclusão

A impressão 3D não é rápida, na verdade é lenta como o inferno, mas podemos aumentar a velocidade em que nossa impressora funciona ajustando um pouco as configurações.

Existem algumas impressoras modernas por aí que são capazes de imprimir muito mais rápido do que a velocidade padrão de 50 mm/s que a maioria das impressoras imprimem, como a Voron 2.4, que pode imprimir até 350 mm/s (sim, 7 vezes mais rápido) e com qualidade fantástica.

A maioria dos fabricantes opta por imprimir durante a noite, principalmente com impressões que demoram cerca de 20hs ou mais, apenas certifique-se de tomar as devidas precauções ao fazê-lo.

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