¿Es rápida la impresión 3D?

Una de las primeras preguntas que nos hacemos cuando entramos en el mundo de la impresión 3D es "¿Qué tan rápido puedo imprimir XYZ?" La respuesta puede variar desde unos pocos minutos hasta más de 24 horas, lo que obviamente no es la declaración más útil que haya escuchado en su vida. No obstante, puedo agregar información útil a esta respuesta mediocre, insatisfactoria y probablemente pedante.

El tiempo que tarda una impresora normal de escritorio (aficionado) en terminar un modelo depende principalmente de la velocidad de movimiento del extrusor, la altura de la capa, el ancho de línea, el porcentaje de relleno y la necesidad (o no) de soportes. fuerte> No hace falta decir que el determinante más importante es el volumen total del objeto que queremos imprimir.

Si todo lo que desea es una respuesta clara y específica, el tiempo que se tarda en imprimir un Benchy de 13 gramos y 15,5 cm3 es de aproximadamente 60 minutos usando la configuración de impresora promedio .

El banco es el barco favorito impreso por los aficionados para comparar la calidad de la impresora. No soy la excepción, por lo que lo usaré como ejemplo para el resto de este artículo.

Ahora que ya sabes qué decirles a tus amigos cuando te pregunten cuánto tiempo se tarda en imprimir un pequeño bote aleatorio e inútil, ¡técnicamente podríamos dejar de escribir/leer este artículo y seguir con nuestras vidas! En el caso no tan probable de que decidas quedarte y seguir leyendo, intentaré que valga la pena y te daré algunas cosas más para contarles. ¡Déjanos asegurarnos de que los dejes sin palabras (o aburridos hasta la muerte)!

Principales determinantes de la velocidad de impresión 3D

Hablaremos con más detalle sobre cada uno de los principales impulsores de la duración de la impresión, y si desea probar el impacto de cada uno de ellos, puede descargar un cortador (como Ultimaker Cura). Al cambiar cada parámetro y dividir, el software generará una duración de impresión estimada. Ni siquiera necesita tener una impresora 3D para hacer esto.

De hecho, ¡construyamos una tabla de diferentes duraciones de impresión de nuestro amigable Benchy bajo diferentes velocidades de impresión y alturas de capa! Como punto de partida, usaré la configuración de borrador de Cura:

Duración de la impresión de Benchy (en minutos)

Como puede ver, la configuración juega un papel muy importante en la determinación del tiempo de impresión. En nuestro ejemplo simple, podemos esperar obtener un Benchy en solo 37 minutos o en casi tres horas. También vale la pena señalar que el escenario de impresión más rápido que consideramos debería producir un Benchy de apariencia aceptable.

Puede hacer lo mismo descargando Benchy de Thingiverse.

Velocidad de movimiento del extrusor

Por razones obvias, la velocidad del movimiento de la extrusora es uno de los principales factores que determina el tiempo total que le tomará a nuestra impresora producir la pieza de plástico deseada. Tiene una relación lineal con la velocidad de la impresora, lo que significa que si duplicamos la velocidad de movimiento, reduciremos aproximadamente a la mitad nuestro tiempo de impresión.

Sin embargo, aquí no hay almuerzo gratis. No podemos aumentar la velocidad de impresión hasta el infinito y esperar que nuestro pequeño bote siga siendo tan hermoso como siempre. Dependiendo de la impresora, podemos esperar obtener buenos resultados configurando el movimiento a 50mm/s. Algunas impresoras FDM de gama alta pueden imprimir a 150 mm por segundo sin que disminuya demasiado la calidad de impresión.

Si quieres saber la velocidad máxima perfecta de tu impresora, ya tienes un motivo para empezar a imprimir tu propio Benchy barcos Comience a 35 mm/s y, si tiene éxito, aumente la siguiente impresión en 5 o 10 milímetros por segundo hasta que encuentre el punto óptimo.

Si elige forzar a su impresora a moverse como Usain Bolt, no explotará, pero debe estar dispuesto a ver algunas imágenes superpuestas/timbre, subextrusión, adhesión de capa débil y mala calidad en general, ya que aumentar la velocidad viene con su inconvenientes inevitables.

Altura de capa

Otra característica que tiene una relación más o menos lineal con el tiempo de impresión es la altura de la capa. Duplicar la altura de la capa de 0,1 mm a 0,2 mm reducirá el tiempo que pasas mirando la impresora en un 50 %.

* Consejo no muy profesional:en lugar de solo mirar cómo se materializa la impresión, también puedes salir y mirar el césped (también cambia de tamaño, aunque mucho más lento).

Para el tamaño de boquilla estándar de 0,4 mm, una impresora 3D bien calibrada debería poder imprimir a una altura de capa de 0,05 mm. Los resultados de lograr esto pueden ser increíblemente gratificantes. Las alturas de capa pequeñas son especialmente adecuadas para aficionados interesados ​​en imprimir miniaturas pequeñas y detalladas.

Si desea llevar la calidad de los detalles de impresión un paso más allá, considere cambiar su boquilla de 0,4 mm por una de 0,25 mm. Este cambio rápido y de bajo costo puede producir resultados increíbles.

Por otro lado, si tiene la paciencia de un niño de cinco años (o la mía), puede configurar la altura de la capa hasta 0,32 mm con la misma boquilla y completar sus impresiones en poco tiempo.

Porcentaje de relleno

Recomiendo añadir habitualmente un relleno a la mayoría de nuestras impresiones para hacerlas más resistentes. Por supuesto, como es el caso con la mayoría de las configuraciones de una impresión, el porcentaje de relleno también tiene inconvenientes potenciales:requiere más filamento y tarda más en imprimirse. Esto es especialmente cierto para los modelos que tienen mucho volumen interior.

En la imagen a continuación, muestro cómo se ven los diferentes porcentajes de relleno. A medida que pase el tiempo y adquiera más experiencia en la impresión y ajuste de configuraciones, concluirá que un relleno del 12 % al 20 % es suficiente para obtener una impresión sólida y resistente sin agregar mucho tiempo de impresión al trabajo.

Debe mantenerse dentro del rango de relleno de 0% a 60%. Los porcentajes por encima de ese umbral tienden a tener poca o ninguna ganancia de fuerza, y a expensas de tiempos de impresión obscenos. Como estimación, el rango del 0 % al 20 % es adecuado para piezas no funcionales, mientras que el rango del 20 % al 40 % es donde estarán la mayoría de las impresiones de uso liviano a pesado. Hay raras excepciones que requieren un relleno del 60 %, así que evita esta magnitud a menos que creas claramente que es necesario.

Si desea ver una impresión que claramente falló debido a (entre otras razones) un relleno débil, consulte el enorme Benchy de la primera foto que tomé.

Soportes de impresión

Debido a la forma en que el modelado de deposición fundida (FDM ) funciona, hay un ángulo máximo en el que se puede imprimir un modelo antes de que la impresión comience a fallar. Esto se debe a que cada nueva capa de filamento se deposita sobre la capa anterior, por lo que es un requisito tener algo debajo para construir. Como regla general, recomiendo no imprimir objetos con ángulos mayores a 45° sin agregar soportes.

A modo de referencia, a continuación se muestra una representación de un probador de referencia de ángulo popular:

Además de mostrar la "prueba de voladizo", también recomiendo imprimirla para determinar en qué ángulo comienza a fallar su impresora (descargar aquí). También vale la pena considerar que siempre hay espacio para mejorar algunos grados sin agregar soportes.

Un impresor experimentado también podrá establecer el posicionamiento más eficiente de un modelo dentro del software de corte. La mayoría de las veces, puede arreglárselas sin soportes simplemente girando el modelo.

Grosor de pared de una impresión 3D

A menos que desee imprimir en Modo Jarrón (donde solo la parte exterior del modelo se imprime en una línea continua), también es importante conocer las ventajas y desventajas del grosor de la pared. Por Grosor de pared, Me refiero al número de deposiciones de filamentos adyacentes que hace la extrusora en cada parte exterior de la impresión para "construir la pared". Este parámetro tendrá dos consecuencias principales:

• Un mayor grosor de pared equivale a una impresión más resistente y de mejor aspecto.
• Una impresión con paredes gruesas tardará más en imprimirse y consumirá más filamento.

Muchas configuraciones de impresoras 3D tienen más de una forma en que se denominan y el grosor de la pared definitivamente no es la excepción:según el software, puede encontrarlo en conchas , perímetros , lados o bucles .

El caparazón el grosor de la impresión también está determinado por el tamaño de la boquilla y siempre debe intentar configurarlo como un múltiplo del diámetro de la boquilla (0,4 mm es el más popular).

Tanto la configuración mínima como la recomendada que describo a continuación se aplican no solo al filamento PLA, sino también al ABS, nailon, PETG y todos los demás filamentos.

Si tus paredes son demasiado delgadas, es posible que la impresión ni siquiera termine. Dado que la tecnología FDM consiste en imprimir cada capa encima de la anterior, una capa delgada que aún no se ha solidificado es propensa a colapsar al colocar la siguiente capa encima. Como mínimo absoluto, debe tener un espesor de 0,8 mm (dos perímetros). Esta es una buena configuración para una impresión que no es la prueba definitiva sino solo una prueba intermedia de su proceso de diseño iterativo.

Exagerar el grosor también puede ser contraproducente, ya que creará más tensión interna y puede provocar deformaciones. Si tiene en mente la durabilidad y la calidad de impresión en general, debe considerar una pared de 1,6 mm de espesor que consta de cuatro perímetros.

Conclusión

La impresión 3D no es rápida, de hecho es muy lenta, pero podemos aumentar la velocidad a la que funciona nuestra impresora ajustando un poco la configuración.

Hay un par de impresoras modernas que son capaces de imprimir mucho más rápido que la velocidad estándar de 50 mm/s a la que imprimen la mayoría de las impresoras, como la Voron 2.4 que puede imprimir hasta 350 mm/s (sí, 7 veces más rápido) y con una calidad fantástica.

La mayoría de los fabricantes optan por imprimir durante la noche, especialmente con impresiones que tardan aproximadamente 20 horas, solo asegúrese de tomar las precauciones necesarias al hacerlo.

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