3Dプリント速度と品質;最高の設定！

私たちは皆、品質と速度の両方の観点から、3Dプリントモデルを最大限に活用したいと考えています。問題は、ほとんどの場合、品質と速度が密接に関連しておらず、品質と速度の間のスイートスポットを見つけるには、すべてのプリンタとフィラメントタイプで試行錯誤が必要です。

この記事では、印刷速度が印刷品質に与える影響、最も一般的な問題、および最適な設定を見つける方法について説明します。

印刷速度は印刷の品質に影響しますか？

多くの場合、印刷速度は印刷品質に大きな影響を与えます。経験則として、遅い印刷速度はより良い品質の印刷を生成します。印刷品質を損なうことなく高速印刷時間を実現することは可能ですが、それは3Dプリンターのタイプと使用する材料の品質によって異なります。

印刷品質に影響するのはなぜですか？

印刷速度が印刷の品質にどの程度影響するかは、その速度を処理するマシンの能力に関係します。ほとんどの民生用3Dプリンターは、速い印刷時間を念頭に置いて作られていません。これらの機械は通常、誰にとっても手頃な価格にするために安価な材料で作られています。印刷速度を上げると、これらのデザインと素材の欠陥がより顕著になります。

押出機からの速い動きはかなりの量の振動を発生させ、その結果、印刷​​の品質が低下します。ボーデンのセットアップは押出機の重量が軽いため、より安定してこの問題を軽減します。 Bowdenセットアップを備えた高品質の3Dプリンターは、品質を損なうことなく高速の印刷速度を実現できます。

3Dプリンターの品質に加えて、印刷に使用されるフィラメントを考慮する必要があります。 3Dプリンターが特定の印刷速度を処理できる場合でも、フィラメントは非常に速くしか溶けないため、押し出しの流量が制限されます。同じ速度で印刷された異なるタイプのフィラメントは、異なる物理的および化学的特性を持っているため、異なる結果をもたらします。

3Dプリントに最適な速度設定

3D印刷では、最適な設定は3Dプリンターのモデル、フィラメント、環境条件などの多くの要因に依存するため、最適な設定はメーカーごとに異なります。

印刷速度

印刷速度は、印刷中にノズルがビルドプレート上を移動する速度を制御します。通常、印刷速度が遅いと、リンギングや押し出し不足の問題が発生する可能性があるため、より良い品質の結果が得られます。お使いのマシンに最適な印刷速度設定を見つけるには、この Speed Test Towerをダウンロードしてください。 。

リンクには、 Speed Test Towerの設定方法に関するすべての手順が記載されています。 印刷。基本的に、このテストではタワーが上がるにつれて印刷速度が上がるため、特定の速度での印刷品質の違いを確認し、3Dプリンターに最適な設定を見つけることができます。

撤回速度

引き込み速度は、印刷位置を変更しながら、プリンターがノズルからフィラメントを引き込む速度を決定します。これは、フィラメントの漏れを防ぐために行われます。撤回速度の設定が低すぎると、モデルに文字列とブロブが表示されます。一方、後退速度の設定が高すぎると、フィラメントを送り込むドライブギアがフィラメントを損傷し、送りの流れを乱す可能性があります。

プリンタの適切な撤回速度設定を確認するには、この撤回テストをダウンロードしてください。 。 25mm / sの引き込み速度から始めて、いくつかのテストを印刷し、良好な結果が得られるまで5mm/sずつ増やします。最もクリーンな結果が得られる速度は、最適な撤回速度である必要があります。

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にノズルが移動する速度です。移動速度の設定が高すぎると、プリントヘッドの動きによって深刻な振動が発生し、リンギングやレイヤーシフトの問題が発生する可能性があります。

プリンタに最適な移動速度設定を取得するには、このテストをダウンロードしてください。 （撤回速度のテストに使用されたのと同じモデル）。最初の印刷には100mm/sの移動速度を使用し、表面が良好に見える場合は、移動速度を5mm/s増やして印刷を繰り返すことができます。表面に欠陥が見られるまで、このプロセスを繰り返すことができます。

印刷速度と印刷時間

印刷速度が速いと、印刷時間が大幅に短くなる可能性があります。 Curaのドラフトの使用 プロファイルでは、さまざまな印刷速度を使用してベンチをスライスし、印刷時間がどれだけ短縮されるかを確認しました。結果は次のとおりです。

印刷速度	印刷時間
20mm / s	164m
30mm / s	114m
40mm / s	90m
50mm / s	76m ​​
60mm / s	66m
70mm / s	60m
80mm / s	55m
100mm / s	49m
120mm / s	45m
140mm / s	42m

ご覧のとおり、最初の速度の増分は、印刷時間の短縮により大きな影響を与えるものです。これは、印刷物の全体的な形状とサイズによっては、押出機がこれらの高速に到達できない場合があるために発生します。

印刷が速すぎると発生する問題

弱い層の接着

3Dプリンターが高速の印刷を処理できる場合でも、フィラメントが適切に結合するには時間が必要です。フィラメントを敷設するとき、フィラメントはプリントベッドに付着し、他の層と融合して目的の形状を維持する必要があります。プリンタの速度が速すぎると、フィラメントに強い結合を作成する時間がないため、層の接着力が弱くなります。

レイヤーシフト

高速で印刷する場合、X、Y、Z軸モーターが過剰な応力のために故障し、層を置き忘れる可能性があります。これは、モーターが処理できるよりも高速で移動することを余儀なくされているために発生します。レイヤーシフトは、徐々に、または1つの大きな変位として発生する可能性があります。

弱いインフィル、押し出し不足

印刷速度が速すぎると、押出機が追いついておらず、ソフトウェアが押し出していると考えているよりも少ないフィラメントを押し出している可能性があります。この押し出し不足は通常、弱いインフィルを生成し、簡単に壊れてしまう可能性があるため、3Dプリントされたオブジェクト構造全体を弱めます。レイヤーが薄すぎてインフィルが糸状になっている場合は、この問題を特定できます。

リンギング

プリンタの動きが速すぎて、鋭い角のように方向を急に変える必要がある場合、押出機の慣性によってかなりの量の振動が発生し、リンギングが発生する可能性があります。リンギングは、3Dプリントされたオブジェクトの表面にある不要な線のパターンの目に見える欠陥です。

ブリッジング

印刷速度が速いと、ブリッジの品質が低下する可能性があります。印刷物が2つのカラムを吊り下げられたフィラメントの押し出し（ブリッジング）で接続する必要があるときはいつでも、フィラメントが前の層にくっつくのに時間が必要です。押出機の動きが速すぎると、フィラメントが時間内に付着してギャップを埋めることができなくなります。

印刷時間を短縮する他の方法

より大きなノズルを使用する

大口径のノズルでは、ノズルが大きいほど一度により多くのフィラメントを押し出すことができるため、印刷時間を短縮する代わりに詳細品質を犠牲にします。

より厚い層の高さで印刷

3D印刷オブジェクトのレイヤーの高さが厚いほど、印刷を完了するために印刷する必要のあるレイヤーが少なくなります。レイヤーの高さが厚くなることの欠点は、モデルの解像度が低下することです。

インフィルの割合とシェルの数を減らします

充填率とシェルの数を減らすと、3Dプリントされたオブジェクトの全体的な強度が低下します。これらの設定を減らすと、押し出される材料の量が減り、印刷時間が短縮されます。

フィラメントの種類は印刷速度に影響しますか？

印刷に使用されるフィラメントの種類は、印刷速度に重要な役割を果たします。物理的および化学的特性はフィラメントの種類ごとに異なるため、フィラメントごとに推奨される印刷速度です。

これらは、最も一般的に使用されるフィラメントのいくつかに適した印刷速度です。

フィラメント	速度
ASA	20 / 50mm / s
ABS	40 / 80mm / s
PETG	40 / 90mm / s
PLA	30 / 90mm / s
ナイロン	40 / 60mm / s
HIPS	25 / 55mm / s
TPU	10 / 30mm / s

メーカーによって設定が変わる可能性があるため、フィラメントスプールで最適な速度設定を常に確認する必要があることに注意してください。

3Dプリンターはどのくらいの速さで印刷できますか？

前に述べたように、3Dプリンターが達成できる最大速度は、そのコンポーネントの品質によって異なります。最も一般的な民生用FDMプリンターの場合、平均印刷速度は約40mm/sから80mm/sですが、一部の優れたプリンターでは100mm/sから150mm/sを達成できます。

VORONプロジェクトについて特に触れておきたいと思います。これは、ユーザーが独自のプリンターを作成する機会を処理する非営利のプロジェクトです。プランは無料のオープンソースであり、これらの素晴らしく設計されたマシンは印象的な印刷速度を達成できます。ビルドドキュメントは素晴らしく、アセンブリマニュアルはWebサイトからダウンロードできます。

エンダー3（ProおよびV2）の速度設定

Ender 3は非常に人気のあるプリンターなので、品質をあまり犠牲にすることなく確実に印刷できる速度を調べるために、いくつかの速度テストといくつかのベンチおよびキャリブレーションキューブをさまざまな速度で実行することにしました。

印刷の結果は次のとおりです（私のスマートフォンのカメラはリンギングとゴースティングの検出に最適ではないため、どちらが優れているかを判断する必要があるかもしれません）：

スピードテスト：

画像ではそれほど明確ではないかもしれませんが、200mm / sではゴースティングはまったく発生せず、40mm/sは非常に似ていました。ただし、60mm / s以降では、より多くのゴ​​ースティングがはっきりと見られます。

同じプリントを側面から見ると、20mm/sと40mm/sでプリントされた高さは、他のすべてのパーツよりも少し滑らかです。

ベンチテスト：

この画像ではあまりはっきりしないかもしれませんが、90mm / sで印刷されたベンチには、ゴースティングが少し多く、小さな膨らんだレイヤーラインがいくつかありましたが、その違いは思ったほど目立ちませんでした。

推奨製品のセクションを確認してください

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。 。

初心者から中級者、さらには専門家にも適していると思われる3Dプリンターをほんの一握り選択しました。これにより、決定が容易になります。フィラメントとリストされているアップグレードはすべて、私たちによってテストされ、慎重に選択されました。 、したがって、どちらを選択しても意図したとおりに機能することがわかります。