מדוע מדפסות תלת מימד כל כך איטיות?

הדפסת תלת מימד הפכה לזולה ואמינה עם השנים. חומרים ידידותיים למתחילים כגון PLA ו-PETG הפכו את הייצור הביתי לנגיש יותר מבעבר. למרבה הצער, תהליך ההדפסה התלת מימדית בפועל נשאר איטי להחריד, ובמקרים רבים דורש הדפסה של מספר ימים.

מדוע מדפסות תלת מימד עדיין פועלות בקצב קרחוני, כשהן זמינות לצרכנים כבר למעלה מעשור?

התשובה טמונה באתגרים ההנדסיים והייצוריים שמאחורי הפיכת הדפסת תלת מימד למשתלמת מבחינה מסחרית. בואו נסתכל על האתגרים הללו ועל טכנולוגיה מבטיחה שיכולה להפוך את הדפסת התלת מימד למהירה יותר עבור כולם.

קלעי מיטה לא אוהבים לזוז מהר

הרמז הראשון טמון במראה של מדפסת תלת מימד צרכנית טיפוסית עצמה. חיפוש מדפסות תלת מימד באמזון מניב תוצאות שנראות כמעט בלתי ניתנות להבחנה זו מזו. זהו תוצר לוואי מצער של מדפסות תלת מימד לצרכן המבוססות על עיצוב Prusa i3. כנראה שאין גישה טובה יותר לייצור המוני של מדפסות זולות. לרוע המזל, השאיפה הזו אחר יעילות עלות באה במחיר של מהירות.

בואו נסתכל במהירות על מערכת התנועה Prusa i3 כדי להבין למה זה המצב.

התלת מימד הממוצע שלך בדרגת צרכן זול בעיקר בגלל שהוא לא מסובך. הפשטות הזו משתרעת גם על מערכת התנועה שלהם. ציר ה-X, למשל, כולל את ראש ההדפסה הנע לאורך של שחול אלומיניום עם חריץ V. ציר ה-Z, בתורו, מזיז את כל מכלול ציר ה-X למעלה ולמטה. זה אולי נראה כמו משקל רב, אבל זה לא גורם לדאגה גדולה מכיוון שמדפסות תלת מימד נעות לאורך ציר ה-Z לעיתים רחוקות ורק שבריר ממילימטר בכל פעם.

עם זאת, ההגדרה של ציר ה-Y של מדפסות כאלה היא בהחלט לא אופטימלית. על הציר המסכן הזה מוטלת המשימה ההרקולאית להזיז את כל המיטה, שהיא במקרה גם הרכיב הכבד ביותר במדפסת תלת מימד. כדי להדפיס מהר, באופן אידיאלי אתה רוצה שהרכיבים הנעים יהיו קלים ככל האפשר. זה כבר מסובך להזיז במהירות ראש הדפסה במשקל 150 גרם, תוך שמירה על דיוק מיקרומטר.

כעת, דמיינו לעצמכם לעשות את אותו הדבר עם מיטה של ​​1.5 ק"ג במקום זאת. באופן לא מפתיע, מדפסות תלת מימד המשתמשות בעיצוב של Prusa i3 נקראות בשפה הרווחת קלע מיטות מסיבה זו.

מה קורה כשמדפיסים מהר בכל מקרה?

הבנו מדוע מדפסת התלת מימד הממוצעת שלך איטית. אבל מה אם היינו משביתים את מגבלות הקושחה על מהירות ההדפסה וההאצה כדי להדפיס מהר בכל מקרה? העלות של תנועה מהירה מדי היא מעבר ללחץ אדיר על מנועי הצעד ולגרום להם להתחמם יתר על המידה. איכות ההדפסה היא הנפגע הראשון במאבק בין מנוע חלש למסה עיקשת של מיטה כבדה. זה מתבטא כצלצול או רוחות רפאים הנגרמים מרטט מוגזם הקשור להדפסה מהירה.

במקרים קיצוניים, רכיבי מדפסת התלת מימד יכולים להתנער לאורך זמן. למרות שקל להדק ברגים מחדש, הדפסה מהירה על Prusa i3 סטייל מובילה לרוב לבלאי בלתי הפיך של רכיבי התנועה. הפגיעה הקשה ביותר היא גלילי חריץ V הזולים המשמשים במערכת התנועה של מדפסות כאלה. גלגלי הפלסטיק העוברים לאורך מסילות בצורת V על שחוליות אלומיניום נשחקות באופן משמעותי כאשר הם נתונים למהירויות הדפסה מהירות.

מדפסת התלת-ממד הטיפוסית המבוססת על עיצוב Prusa i3 אינה יכולה להדפיס במהירות בכל מידה של איכות או אמינות לטווח ארוך. אבל מה לגבי מדפסות המבוססות על עיצובים שונים. צריכות להיות כמה חלופות ברות קיימא שמתאימות להדפסה מהירה, נכון?

מדפסות דלתא: זולות ומהירות, אך לא מדויקות

מדפסות תלת מימד של דלתא מתוכננות מהיסוד להיות מהירות. ראש ההדפסה הקל שלהם מהיר יותר וניתן לשליטה בשל המומנטום הנמוך יותר שלו. יתרה מכך, העיצוב של דלתא משתמש בפחות רכיבים מאשר מקבילו לקלע המיטה, מה שהופך אותו לזול עוד יותר לייצור. מדפסות זולות וגם מהירות נשמעות מושלמות, אבל אז למה אנחנו לא רואים מספיק מהן?

מדפסות המבוססות על עיצוב דלתא מתפשרות רבות במרדף אחר מהירות. ראשי ההדפסה הקומפקטיים והקלים שלהם לא מאפשרים ליישם מכבש ישיר. למד עוד על טכנולוגיה זו אצלנו מדריך מכבש ישיר. בינתיים, מגבלת מכבש זו של Bowden בלבד הופכת את מדפסות דלתא לבלתי מסוגלות לטפל בחוטים גמישים, מה שפוגע במגוון שלהן.

עם זאת, הפשרה הגדולה ביותר שלהם מגיעה בצורה של איכות הדפסה מופחתת, במיוחד בעת הדפסת דגמים גדולים הפרוסים לרוחב. יתרה מזאת, איכות ההדפסה על פני השטח שהושגה על ידי דלתא אינה דומה לאיכות ההדפסה על פני השטח של קלעי מיטה. הדבר מחמיר עוד יותר על ידי המיטה העגולה המגבילה את נפח הבנייה, והנטייה הכללית שלהם להצטיין רק בהדפסים גבוהים.

מגבלות אלו חמורות מספיק כדי שתעשיית ההדפסה התלת-ממדית הצרכנית תדחה את מדפסות הדלתא לנישה למרות המהירות המרשימה והעלות-תועלת שלהן.

מדפסות CoreXY: למהירות יש מחיר

המדפסות המהירות ביותר בסביבה מבוססות על קינמטיקה של CoreXY, כפי שהוסבר אצלנו מדריך למתחילים למדפסות תלת מימד של Voron. זוהי מערכת תנועה מתוחכמת שבה המיטה ברובה נייחת, אך ראש ההדפסה הקל משמעותית מוזז במהירות הבזק. בניגוד למדפסות Delta, עיצוב ה-CoreXY שומר על איכות תוך שהוא מאפשר שימוש במחלצים ישירים.

הבעיה היחידה היא שהמורכבות הקיצונית והעלויות הגבוהות הכרוכות בכך הופכות את המדפסות הללו ללא כדאיות עבור הדפסת תלת מימד לצרכן. ככאלה, מדפסות CoreXY נותרות מוגבלות לפרויקטי קוד פתוח נישה המיועדים לחובבי הדפסת תלת מימד. זה לא מפתיע בהתחשב בכמה מדפסת CoreXY 3D ממוצעת עולה בין 1000$ ל-2000$ בחלקים בלבד.

יצרני מדפסות תלת מימד לצרכנים עדיין לא הבינו כיצד להפוך את הטכנולוגיה הזו לזולה ונגישה מספיק עבור משתמשים מיינסטרים.

מהירות היא יוקרה שמדפסות תלת מימד אינן יכולות להרשות לעצמן

לסיכום, הדפסת תלת מימד מהירה היא עניין יקר. אתה יכול לקבל מדפסת דלתא זולה שעולה מהר במחיר של איכות ונפח בנייה, או שאתה יכול להוציא הון תועפות על מכונת CoreXY. אף אחד מהקצוות הללו לא מתאים לצרכנים.

וזו הסיבה שלמעשה כל מדפסת תלת מימד לצרכן מבוססת על עיצוב Prusa i3. מדפסות אלו עשויות להיות איטיות, אך הן בכל זאת מייצרות איזון טוב בין מחיר, תכונות וביצועים. מהירות היא קורבן מצער של ייצור מדפסות תלת מימד עם משיכה לשוק המוני.

5 כלים פחות מוכרים שהופכים תחזוקה של מדפסת תלת מימד לקלה יותר

קרא הבא

על הסופר