سرعت چاپ پرینتر سه بعدی تا چه حد است؟

بالاترین سرعت در پرینترهای سه بعدی FDM‌ چه مقداریست؟ سرعت پرینت چه تاثیری روی فرآیند چاپ سه بعدی می گذارد؟

پرینترهای سه بعدی در خانه یا دفاتر کاری، توانایی ساخت اشیای پیچیده را با هزینه کم به ما اعطا کرده اند. اما تبدیل کدهای دیجیتالی مدل سه بعدی به یک شی فیزیکی قابل لمس، بیش از آنچه که ما فکر میکنیم زمان میبرد (مخصوصا در فناوری FDM). اندازه و کیفیت چاپ قطعه، تاثیر مستقیمی روی زمان پرینت خواهد گذاشت. در این مقاله می خواهیم تاثیر سرعت چاپ را نسبت به دو عامل اندازه و رزولوشن (کیفیت) پرینت سه بعدی با متریال فیلامنت بررسی کنیم.

• سرعت چاپ پرینتر سه بعدی (speed settings):

به طور معمول سه نرخ سرعت پرینت با متریال فیلامنت وجود دارد؛ اولین گروه در مقادیر ۴۰ تا ۵۰ میلیمتر بر ثانیه، دومین گروه سرعت ۸۰ تا ۱۰۰ میلیمتر بر ثانیه میباشد. در حالی که بالاترین رنج سرعتی حدود ۱۵۰ میلیمتر بر ثانیه میباشد. برخی پرینترها در سرعتهای بالاتر هم وجود دارد (فرضا Ultimaker 3).

فراموش نکنید هر چه سرعت بالاتر رود به همان میزان از دقت چاپ کاسته میشود، مخصوصا در سرعتهای بالاتر از ۱۵۰ mm/s این افت کیفیت بیشتر هم به چشم می آید و حتی ممکن است مشکلات تزریق فیلامنت نیز پیش بیاید (البته در مدلسازی ساده، سرعت تاثیر مخربی چندانی ندارد، بر عکس هر چه قطعه پیچیده تر و با جزییات سطح بیشتری باشد سرعت بالا تاثیر منفی خواهد گذاشت).

بیشتر بخوانید: نکاتی درباره رزولوشن پرینتر سه بعدی

• سرعت چاپ پرینتر سه بعدی چگونه تنظیم میشود؟

تنظیمات گزینه سرعت پرینت سه بعدی معمولا در نرم افزار اسلایسینگ slicing software انجام میپذیرد. برای مثال در نرم افزار رایگان اسلایسینگ Cura (متعلق به شرکت ultimaker) این گزینه در بخش Print speed در تب Basic قرار دارد (در برخی ورژنهای این نرم افزار ممکن است در تب Advanced mode باشد).

با تغییر سرعت در این بخش نرم افزار Cura یا هر نرم افزار اسلایسینگ دیگری، همان لحظه در پنجره پیش نمایش (فلش قرمز رنگ عکس زیر)، زمان پرینت دوباره محاسبه شده و به شما نشان داده میشود (زمان بدست آمده تخمینی اما تقریبا دقیق است).

• آزمایش میزان سرعت پرینترهای سه بعدی

برای اینکه چالش سرعت پرینترهای سه بعدی FDM را تحلیل کنیم، دو مدل سه بعدی نسبتا پیچیده را با دو چاپگر سه بعدی دسکتاپ معروف یعنی ۲ Ultimaker و PrintBot ساخته و سنجش انجام گرفت.

قطعه اول: مدل سه بعدی ۳DBenchy:

این مدل معروف که ظاهر گول زننده و ساده ای داشته و به نظر ساخت آن با چاپگر راحت است، یکی از بهترین گزینه ها برای تست فنی (benchmarking) پرینتر سه بعدی FDM است. برعکس ظاهرش، مدلی پیچیده و چالش برانگیز میباشد. برای آزمایش اندازه ۶  سانت درازا، ۳٫۱ پهنا و ۴٫۸ سانت ارتفاع  این مدل انتخاب شد.

میتوانید مدل سه بعدی فوق را برای سنجش مهارت خود در پرینت سه بعدی دانلود کنید:

دانلود فایل ۳DBench

قطعه دوم:‌ پایه نگهدارنده تبلت:

این مدل سه بعدی نیز طرح پیچیده ای داشته و ضخامت thickness 1.2 و درازای ۱۴ سانتیمتر، ارتفاع ۴٫۲ سانت و پهنای ۹٫۸ سانتیمتر میباشد. میتوانید از لینک زیر این مدل سه بعدی را نیز دانلود کنید:

دانلود فایل۳بعدی نگهدارنده تبلت

برای آزمایش سرعتهای ۵۰  میلیمتر بر ثانیه و ۱۰۰ میلیمتر بر ثانیه انتخاب شد. در عکس زیر نتایج را مشاهده کنید:

• برای مدلهای سه بعدی کوچک، تفاوت چشمگیری بین سرعتهای کم و زیاد مشاهده نکردیم. فرضا زمان چاپ ۲ ساعت ۲۰ دقیقه در برابر ۱ ساعت ۵۰ دقیقه؛ مگر اینکه شدیدا از نظر زمانی تحت فشار باشید. پیشنهاد میکنیم درحالت عادی سرعت را معقول تنظیم کنید تا از کیفیت بالا و عدم خطای چاپ اطمینان یابید.
• برای مدلهای بزرگتر، تفاوت سرعت قابل توجه است: فرضا ۶ ساعت ۵۰ دقیقه در مقابل ۴ ساعت و ۲۰ دقیقه. پس در قطعات بزرگ در صورت نداشتن وقت کافی باید میانگینی از سرعت و کیفیت را در نظر بگیرید (مثلا تنظیم سرعت متوسط اگر از نظر زمانی تحت فشار هستید).
• برای داشتن کیفیت و کاهش زمان، پیشنهاد میشود قطعه در نرم افزار اسلایسینگ چند تکه شده و پارتهای مدل در کنار هم در بستر چاپ یک پرینتر سه بعدی یا هر پارت در چند پرینتر سه بعدی جداگانه ساخته شوند، بعدا قطعات بهم چسبیده میشوند و مدل ساخته شده حالت یکپارچه خواهد داشت.

اگر فاقد چاپگر سه بعدی هستید، میتوانید نرم افزارهای رایگان پرینت سه بعدی همچون Cura را از سایت ultimaker.com دانلود کنید و مدل سه بعدی خود را وارد کرده و زمان چاپ با سرعتهای متفاوت را بدست آورید (برای سنجش باید از فرمتهای STL یا OBJ مدل سه بعدی استفاده شود). مقادیر بدست آمده با توجه به رزولوشن چاپ و سرعت، تقریبا برای تمامی پرینترهای سه بعدی FDM‌ یکسان است.

نکته: اگر میخواهید قطعه ای را برای خدمات پرینت سه بعدی به شرکتی ارائه دهید، قبلا این کار را در نرم افزار اسلایسینگ انجام دهید تا از میانگین زمان چاپ و قیمت معقول چاپ قطعه تان اطلاع داشته باشید.

نتیجه گیری سرعت پرینت سه بعدی:

هنگام انتخاب پرینتر سه بعدی FDM توجه کنید که هر چقدر هم پلتفرم پیشرفته ای داشته باشد، نمی توانید بهترین کیفیت را در بالاترین سرعت چاپ (مخصوصا برای قطعات بزرگ و پیچیده) بدست آورید.

تبلیغات فریبنده ای که شرکتهای فروشنده ادعا می کنند، بیشتر برای جذب مشتری است. فناوری پرینت سه بعدی FDM یا متریال فیلامنت ذاتا برای سرعتهای بسیار بالا سازگار نیست؛ چون باید لایه به لایه فیلامنت ذوب شده (بر اساس مختصات دیجیتالی مدل سه بعدی در نرم افزار) روی یکدیگر قرار گرفته و قطعه فیزیکی تدریجا شکل بگیرد. هر چه سرعت بالاتر رود و مدل شما پیچیده و بزرگ نیز باشد،‌ امکان خطا یا افت کیفیت بیشتر میشود.

فناوری FDM مزایای زیادی دارد و هزینه ساخت را بسیار کاهش داده ولی کمی زمانبر است (البته نسبت به روشهای سنتی ساخت واقعا سریعتر و ارزانتر میباشد) و باید این امر را در نظر بگیرید.  پس هنگام کار با پرینتر سه بعدی، سرعتی مناسب (نه خیلی کم نه خیلی زیاد) با زمان چاپ معقولی را در نرم افزار اسلایسینگ تنظیم کنید تا قطعه ای با کیفیت را از دستگاه تحویل بگیرید.