なぜ3Dプリンターはとても遅いのですか？
3Dプリンターで詳細なモデルを印刷するには、かなりの時間がかかる場合があります。ご使用のプリンターとモデルの要件によっては、1回の印刷に24時間以上かかる場合があります。それで、なぜそんなに時間がかかるのですか？このテクノロジーが数分でモデルを作成することを妨げているのは何ですか？そして、あなたはあなたのプリントをスピードアップするために何ができますか？
この記事では、これらの質問が今後の取り組みに役立つことを期待して、詳細に説明します。
3Dプリンターは、材料の層の上に層を組み立てる作業を行うため、これらの層を現在の製品に堆積させる速度に物理的な制限があります。フィラメントベースのプリンターは、機械的な仕掛けで材料を1インチずつ堆積する必要があります。これにより、樹脂ベースのプリンターは光に依存し、一部のプリンターは1つのレイヤー全体を印刷できるため、一部の樹脂ベースのプリンターよりも著しく遅くなる傾向があります。時間。
これらのテクノロジーを対比する際に留意すべき要素は他にもあります。ただし、プロセスをスピードアップするためにできることがいくつかあります。
FDMとResinプリンター
他の構築方法では作品を作成するのに数分かかる場合がありますが、3Dプリンターが使用するレイヤーごとの方法では、溶融堆積モデリング（FDM）と樹脂の両方の技術に固有の物理的制限のために本質的に遅くなります-ベースのプリンター。
FDMプリンター（溶融堆積モデリング）は、加熱され、押し出され、ノズルを介して現在のモデルに堆積される熱可塑性材料に依存しています。ノズルは、一連の電動部品を介して正確に移動します。
樹脂ベースのプリンターは、UV光を使用してフォトポリマー材料のプールを硬化し、固体オブジェクトを作成します。樹脂プリンターにはさまざまな技術もあります。ステレオリソグラフィーは、FDMプリンターに類似した層を描画する小さな領域をカバーする単一のレーザーを使用しますが、デジタル光処理（DLP）とライトクリスタルディスプレイ（LCD）は、プロジェクターとバックライト付きLCDスクリーンを使用してUV光源。
これらの手法とのすべての違いと、どちらを使用するのがいつどこで優れているかを詳細に説明することは、独自の記事に値しますが、現在のトピックの要点は次のとおりです。
FDMプリンターは、重い機械部品（モーター、ナズル、押出機のギアなど）を信じられないほどの精度で動かす必要があります。メカニズムを動かしたり停止したりするためには多くのエネルギーが必要ですが、一部の部品（モーターなど）がそれ以上速くなる可能性がある場合でも、通常は激しい振動が発生し、結果が損なわれます。また、使用しているフィラメントの材質によっては、溶融、堆積、固化に時間がかかる場合があります。
一方、SLAプリンターは、レーザーがステッピングモーターよりも高速に移動するため、FDMプリンターよりも高速です。 LCDおよびDPLプリンターはさらに高速で、一度にレイヤー全体を印刷します。これは、各レイヤーにほぼ同じ時間がかかるため、より大きく、より細かく定義されたピースでますます顕著になります。
また、モデルが完成した後、残りの樹脂を最終部品の表面から手動で洗浄する必要があり、追加の時間と労力がかかることにも言及する価値があります。
プリンタ自体の機械的な側面に加えて、ソフトウェアは印刷の速度に関してもその役割を果たします。スライサープログラムの設定は、1時間と3時間の印刷の違いを意味する場合があります。これは、時間のトレードオフを認識しながら、平均的なデスクトップ3Dプリンターのプロセスを高速化するために取り組むことができるものです。
3Dプリンターの速度を上げる方法
ソフトウェアから速度を上げるために多くのことができます。そのための主な設定について説明します。記事の残りの部分では、FDMプリンターを扱っていると想定します（特に明記されていない限り）。FDMプリンターは概して最も人気のあるプリンターだからです。
印刷速度
FDMモデルでは、印刷速度は押出機が移動する速度（mm / s）を定義します。この設定はすべてのスライサーで変更でき、印刷時間を短縮するための主要なパラメーターの1つです。それにもかかわらず、すべてのプリンターには機械的な制限があります。つまり、結果のピースの全体的な品質を犠牲にすることなく、印刷速度を無期限に上げることはできません。押出機がプラスチックを溶かす速度など、他にも制限があります。ほとんどのプリンタはデフォルトで約50mm/ sで動作しますが、詳細によっては、最大750 mm/s以上になる場合があります。プリンタは、モデルのどの部分を現在印刷しているかに応じて、さまざまな速度で動作する可能性があることにも言及する価値があります。
参考までに、印刷速度に関連する注意事項は次のとおりです。
- 外壁の速度を上げる 表面品質を損なう可能性があります。つまり、モデルの全体的な外観がほとんど重要でない場合にのみ推奨されます。
- 内壁の速度と充填速度を上げる ピースの強度と耐久性に影響を与える可能性があります。それがほとんど問題にならない場合は、このパラメータを高速化する可能性があります。
- 最高/最低速度 は、最上層と最下層が印刷される速度です。これらのレイヤーを危険にさらすのは面倒な場合があるため、このレイヤーの閉鎖の信頼性を高めるには、速度を遅くすることをお勧めします。
- サポートインフィル速度 サポートが印刷される速度を決定します。通常、サポート構造には高品質は必要ないため、プロセスを高速化するには、値を高くすることをお勧めします。
- そしてインターフェース速度をサポート は、サポートの屋根と底が印刷される速度です。これらのレイヤーは、それらと接触する表面の品質に影響を与える可能性があるため、控えめなパラメーターを使用することをお勧めします。
移動速度
移動速度は、フィラメントを押し出していないときのヘッドの移動速度に影響します。増やすと多くの時間を節約できますが、レイヤーシフトなどの問題が発生し、印刷全体が台無しになる可能性があります。マシンに最適な移動速度を見つける最良の方法は、メーカーの情報を見つけることです。さらに重要なことは、このリストのほとんどすべての設定と同様に、いくつかのテストプリントの設定を試して、適切な速度が見つかるまでゆっくりと上げていくことです。それはあなたのプロジェクトを危険にさらすことはありません。ベルトの緩みがレイヤーシフトの主な原因になる傾向があるため、定期的にベルトを締めてください。
撤回速度
FDMマシンでは、これは、プリンターがフィラメントを再び動かし始める前にフィラメントを引っ張る速度に影響します。遅すぎると糸引きになりますが、早すぎるとフィラメントの研削が発生し、押出機の損傷やフィラメントの損失などの問題が発生する可能性があるため、テスト印刷を実行することをお勧めします。
>インフィルの削減
インフィルは、印刷されたモデルの内壁の内側にあるものです。スライサーはさまざまなパターンを使用して3Dモデルのボリュームを埋め、さまざまなパターンがさまざまな引張特性につながります。充填率を下げると、印刷が速くなり、フィラメントの消費量が少なくなり、ピースの抵抗が少なくなります。
このパラメータは、0％（モデルの壁の間に何もないことを意味します）から100％（壁が完全にマテリアルで満たされている）までの範囲で指定できます。この設定を30％を超えて増やすことによるわずかなメリットは、ほとんどの場合、余分な時間の価値がないことを言及する価値があります。
各反復でレイヤー全体を印刷するLCDまたはDPLプリンターの場合、インフィルはピースの作成にかかる時間に実際には影響しませんが、FDMおよびSLAプリンターの場合、この値は印刷時間とフィラメント消費の主な要因の1つです。
シェル/壁の数を減らす
シェルは、プリントの輪郭を構成するレイヤーの数です。それらを増やすと、外壁が厚くなり、3Dプリントがより強くなります。プリントを紙やすりで磨いて見栄えを良くすることも計画している場合は、余分な壁を2、3枚入れることをお勧めします。
レイヤーの高さを上げる
レイヤーの高さは、各レイヤーがY軸上でどれだけ小さいかを定義し、モデルの詳細精度と全体的な外観の主な決定要因です。しかし、それは何かを印刷するのにかかる時間の主な要因の1つです。作品の仕上げがあまり重要でない場合、または十分に大きい場合は、より高いレイヤーの高さを選択することは、何かを印刷するのにかかる時間を短縮するための便利なトリックです。
高品質の印刷では、0.1mm以下の値をとることができます。ただし、印刷時間とは1対1の反比例の関係があります。層の高さを半分にすると、印刷時間が2倍になります。
サポートの使用を最小限に抑える
FDMでは、ビルドプレートの表面であれ、フィラメントの別の層であれ、各層を何かの上に配置する必要があります。モデルに、一部のレイヤーが薄い空気で印刷を開始するセクションがある場合、プロセス全体が失敗します。
サポートの作成には時間がかかる場合があり、避けられない場合もありますが、モデルを回転および調整してサポートを必要とせずに印刷できるようにする、または単に縮小するなど、いくつかのトリックでどれだけ達成できるかに驚くかもしれません。必要なサポートの量により、時間を大幅に短縮できます。経験則として、45度を超える角度で表面を最小化するために、モデルを回転させてみてください。
適応層
一言で言えば、アダプティブレイヤーを使用すると、レイヤーの高さを変えて印刷できます。スライサーは、細部が必要な場合は自動的に縮小したり、セクションの形状が許す場合は拡大したりできます。この設定で印刷すると、品質をあまり犠牲にすることなくプロセスをスピードアップできます。ただし、制限があります。全体に詳細な部分が必要な場合、または2つの異なるオブジェクトを同時に印刷しようとする場合、アダプティブレイヤーは印刷全体に悪影響を与える可能性があります。アダプティブレイヤーの詳細については、こちらをご覧ください。
今日の3Dプリンターの速度
今日の3D印刷市場では、大多数のプリンターが約40〜50 mm / sの速度で印刷し、より洗練されたモデルでは最大120〜150 mm/sになる可能性があります。ただし、より高速に到達できるモデルはすでに存在します。一部のVoronプリンターは最大1000 mm/sに達しました。 （しかし、控えめに言っても、それはまだ荒いです）。 3Dプリンターの市場は絶えず非常に高速で進化しており、より高速で信頼性の高い印刷を可能にするテクノロジーの将来のブレークスルーが期待できます。
結論
作品の印刷時間を計算する際には、考慮すべきことがたくさんあります。印刷技術と機械自体が重要であるだけでなく、私たちが好むスライサーで選択する構成も重要です。これらは、モデルの形状とボリュームだけでなく、必要な美的詳細と必要な物理的要件にも依存します。
趣味のプリンターが向上する速度は驚くべきものであり、プリントの適切な構成について何も知る必要がなくなる日が来るかもしれません。それまでの間、印刷の品質を損なうことなく余分な時間を削るために、設定をいじり続ける必要があります。私たちの何人かにとって、これはこの職業の最も面白くて興味深い側面の1つです！
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当て推量を排除し、どのプリンター、フィラメント、またはアップグレードを取得するかを調査する時間を短縮できる推奨製品セクションを作成しました。これは非常に困難な作業であり、一般的に多くの混乱を招くことがわかっているためです。 。
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