Γιατί οι 3D εκτυπωτές είναι τόσο αργοί;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει γίνει φθηνή και αξιόπιστη με τα χρόνια. Τα υλικά φιλικά για αρχάριους όπως το PLA και το PETG έχουν κάνει την οικιακή κατασκευή πιο προσιτή από πριν. Δυστυχώς, η πραγματική διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης παραμένει εξαιρετικά αργή, σε πολλές περιπτώσεις απαιτεί εκτύπωση πολλών ημερών.

Γιατί οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές εξακολουθούν να κάνουν τις δραστηριότητές τους με παγετώδεις ρυθμούς, όταν είναι διαθέσιμοι στους καταναλωτές για πάνω από μια δεκαετία;

Η απάντηση βρίσκεται στις προκλήσεις μηχανικής και παραγωγής πίσω από την εμπορική βιωσιμότητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτές τις προκλήσεις και μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία που θα μπορούσε να κάνει την τρισδιάστατη εκτύπωση πιο γρήγορη για όλους.

Στους Bed-Slingers δεν αρέσει να κινούνται γρήγορα

Η πρώτη ένδειξη βρίσκεται στην εμφάνιση ενός τυπικού τρισδιάστατου εκτυπωτή για καταναλωτές. Η αναζήτηση στο Amazon για τρισδιάστατους εκτυπωτές δίνει αποτελέσματα που φαίνονται ουσιαστικά αδιάκριτα μεταξύ τους. Αυτό είναι ένα ατυχές υποπροϊόν των καταναλωτικών τρισδιάστατων εκτυπωτών που βασίζονται στο σχέδιο Prusa i3. Προφανώς δεν υπάρχει καλύτερη προσέγγιση για τη μαζική κατασκευή φθηνών εκτυπωτών. Δυστυχώς, αυτή η επιδίωξη της οικονομικής αποδοτικότητας έχει το κόστος της ταχύτητας.

Ας ρίξουμε μια γρήγορη ματιά στο σύστημα κίνησης Prusa i3 για να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό.

Ο μέσος όρος 3D καταναλωτικής ποιότητας είναι φθηνός κυρίως επειδή δεν είναι περίπλοκος. Αυτή η απλότητα επεκτείνεται και στο σύστημα κίνησης τους. Ο άξονας Χ, για παράδειγμα, περιλαμβάνει την κεφαλή εκτύπωσης που κινείται κατά μήκος εξώθησης αλουμινίου με σχισμή V. Ο άξονας Ζ, με τη σειρά του, μετακινεί ολόκληρο το συγκρότημα του άξονα Χ πάνω-κάτω. Αυτό μπορεί να φαίνεται σαν μεγάλο βάρος, αλλά δεν αποτελεί μεγάλη ανησυχία επειδή οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές κινούνται κατά μήκος του άξονα Z σπάνια και μόνο ένα κλάσμα του χιλιοστού τη φορά.

Ωστόσο, η ρύθμιση του άξονα Υ τέτοιων εκτυπωτών δεν είναι σίγουρα η βέλτιστη. Αυτός ο κακός άξονας είναι επιφορτισμένος με το Ηράκλειο έργο της μετακίνησης ολόκληρου του κρεβατιού, το οποίο τυχαίνει να είναι επίσης το βαρύτερο εξάρτημα σε έναν 3D εκτυπωτή. Για γρήγορη εκτύπωση, ιδανικά θέλετε τα κινούμενα εξαρτήματα να είναι όσο το δυνατόν πιο ελαφριά. Είναι ήδη δύσκολο να μετακινήσετε γρήγορα μια κεφαλή εκτύπωσης βάρους 150 γραμμαρίων, διατηρώντας παράλληλα την ακρίβεια μικρομέτρου.

Τώρα, φανταστείτε να κάνετε το ίδιο με ένα κρεβάτι 1,5 κιλού. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές που χρησιμοποιούν το σχέδιο Prusa i3 ονομάζονται στην καθομιλουμένη για αυτόν τον λόγο.

Τι συμβαίνει όταν εκτυπώνετε γρήγορα;

Καταλάβαμε γιατί ο μέσος τρισδιάστατος εκτυπωτής σας είναι αργός. Τι θα γινόταν όμως αν απενεργοποιούσαμε τα όρια υλικολογισμικού στην ταχύτητα και την επιτάχυνση εκτύπωσης για γρήγορη εκτύπωση ούτως ή άλλως; Το κόστος της πολύ γρήγορης κίνησης ξεπερνά την υπερβολική πίεση στους βηματικούς κινητήρες και την υπερθέρμανση τους. Η ποιότητα εκτύπωσης είναι το πρώτο θύμα στη μάχη μεταξύ ενός αδύναμου κινητήρα και της επίμονης μάζας ενός βαριού κρεβατιού. Αυτό εκδηλώνεται ως κουδούνισμα ή φάντασμα που προκαλείται από υπερβολική δόνηση που σχετίζεται με τη γρήγορη εκτύπωση.

Σε ακραίες περιπτώσεις, τα εξαρτήματα του 3D εκτυπωτή μπορεί να χαλαρώσουν με την πάροδο του χρόνου. Αν και είναι εύκολο να ξανασφίξετε τις βίδες, η γρήγορη εκτύπωση σε στυλ Prusa i3 οδηγεί συχνά σε μη αναστρέψιμη φθορά των εξαρτημάτων κίνησης. Το χειρότερο χτύπημα είναι οι φθηνοί κύλινδροι αυλακώσεων V που χρησιμοποιούνται στο σύστημα κίνησης τέτοιων εκτυπωτών. Οι πλαστικοί τροχοί που εκτείνονται κατά μήκος των τροχιών σχήματος V σε εξωθήσεις αλουμινίου φθείρονται σημαντικά όταν υποβάλλονται σε γρήγορες ταχύτητες εκτύπωσης.

Ο τυπικός τρισδιάστατος εκτυπωτής που βασίζεται στο σχέδιο Prusa i3 δεν μπορεί να εκτυπώσει γρήγορα με οποιοδήποτε βαθμό ποιότητας ή μακροπρόθεσμη αξιοπιστία. Τι γίνεται όμως με τους εκτυπωτές που βασίζονται σε διαφορετικά σχέδια. Θα πρέπει να υπάρχουν κάποιες βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις κατάλληλες για γρήγορη εκτύπωση, σωστά;

Εκτυπωτές Delta: Φθηνοί και γρήγοροι, αλλά ανακριβείς

Οι εκτυπωτές 3D Delta έχουν σχεδιαστεί από την αρχή για να είναι γρήγοροι. Η ελαφριά κεφαλή εκτύπωσης είναι πιο γρήγορη και πιο ελεγχόμενη λόγω της εγγενώς χαμηλότερης ορμής της. Επιπλέον, το σχέδιο Delta χρησιμοποιεί λιγότερα εξαρτήματα από το αντίστοιχο του κρεβατιού, γεγονός που το καθιστά ακόμη φθηνότερο στην κατασκευή του. Οι εκτυπωτές που είναι φθηνοί καθώς και γρήγοροι ακούγονται τέλειοι, αλλά γιατί δεν βλέπουμε αρκετούς από αυτούς;

Οι εκτυπωτές που βασίζονται στο σχέδιο Delta συμβιβάζονται σε μεγάλο βαθμό στην επιδίωξη της ταχύτητας. Οι συμπαγείς και ελαφριές κεφαλές εκτύπωσης καθιστούν αδύνατη την εφαρμογή ενός εξωθητήρα απευθείας μετάδοσης κίνησης. Μάθετε περισσότερα για αυτήν την τεχνολογία στο μας οδηγός εξωθητή απευθείας μετάδοσης κίνησης. Εν τω μεταξύ, αυτός ο περιορισμός μόνο για τον εξωθητή Bowden καθιστά τους εκτυπωτές Delta ανίκανους να χειρίζονται εύκαμπτα νήματα, κάτι που βλάπτει την ευελιξία τους.

Ωστόσο, ο μεγαλύτερος συμβιβασμός τους έρχεται με τη μορφή μειωμένης ποιότητας εκτύπωσης, ειδικά κατά την εκτύπωση μεγάλων μοντέλων που απλώνονται οριζόντια. Επιπλέον, η ποιότητα εκτύπωσης επιφάνειας που επιτυγχάνεται από μια Delta δεν συγκρίνεται με τις σφενδόνες κρεβατιού. Αυτό επιδεινώνεται περαιτέρω από το κυκλικό κρεβάτι που περιορίζει τον όγκο κατασκευής και τη γενική τους τάση να υπερέχουν μόνο σε ψηλές εκτυπώσεις.

Αυτοί οι περιορισμοί είναι αρκετά σοβαροί ώστε η καταναλωτική βιομηχανία τρισδιάστατων εκτυπώσεων να έχει υποβιβάσει τους εκτυπωτές Delta σε μια θέση, παρά την εντυπωσιακή τους ταχύτητα και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας.

Εκτυπωτές CoreXY: Η ταχύτητα έρχεται σε τιμή

Οι πιο γρήγοροι εκτυπωτές που κυκλοφορούν βασίζονται στην κινηματική CoreXY, όπως εξηγείται στο δικό μας οδηγός αρχαρίων για τους 3D εκτυπωτές Voron. Αυτό είναι ένα εξελιγμένο σύστημα κίνησης όπου το κρεβάτι είναι σε μεγάλο βαθμό ακίνητο, αλλά η σημαντικά ελαφρύτερη κεφαλή εκτύπωσης μετακινείται με αστραπιαίες ταχύτητες. Σε αντίθεση με τους εκτυπωτές Delta, ο σχεδιασμός CoreXY διατηρεί την ποιότητα ενώ επιτρέπει τη χρήση εξωθητών άμεσης μετάδοσης κίνησης.

Το μόνο πρόβλημα είναι ότι η εξαιρετική πολυπλοκότητα και το υψηλό κόστος που συνεπάγεται καθιστούν αυτούς τους εκτυπωτές μη βιώσιμους για τρισδιάστατη εκτύπωση από καταναλωτές. Ως εκ τούτου, οι εκτυπωτές CoreXY παραμένουν περιορισμένοι σε εξειδικευμένα έργα ανοιχτού κώδικα που απευθύνονται σε λάτρεις της 3D εκτύπωσης. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη αν σκεφτεί κανείς πώς ο μέσος εκτυπωτής CoreXY 3D κοστίζει μεταξύ 1000 $ και 2000 $ μόνο σε ανταλλακτικά.

Οι κατασκευαστές τρισδιάστατων εκτυπωτών δεν έχουν ακόμη καταλάβει πώς να κάνουν αυτή την τεχνολογία φθηνή και αρκετά προσιτή για τους βασικούς χρήστες.

Η ταχύτητα είναι μια πολυτέλεια που δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές

Για να συνοψίσουμε αυτό, η γρήγορη τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια δαπανηρή υπόθεση. Μπορείτε είτε να έχετε έναν φθηνό εκτυπωτή Delta που λειτουργεί γρήγορα με κόστος ποιότητας και όγκου κατασκευής ή μπορείτε να ξοδέψετε μια περιουσία σε μια μηχανή CoreXY. Κανένα από αυτά τα άκρα δεν ταιριάζει με τους καταναλωτές.

Και αυτός είναι ο λόγος που σχεδόν κάθε τρισδιάστατος εκτυπωτής καταναλωτών βασίζεται στο σχέδιο Prusa i3. Αυτοί οι εκτυπωτές μπορεί να είναι αργοί, αλλά παρ' όλα αυτά επιτυγχάνουν μια καλή ισορροπία μεταξύ τιμής, χαρακτηριστικών και απόδοσης. Η ταχύτητα είναι ένα ατυχές ατύχημα της κατασκευής τρισδιάστατων εκτυπωτών με απήχηση στη μαζική αγορά.

5 λιγότερο γνωστά εργαλεία που κάνουν πιο εύκολη τη συντήρηση του 3D εκτυπωτή

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα