فناوری چاپ سه‌بُعدی به طرز چشمگیری دنیای ساخت و تولید را متحول کرده است؛ اما یک سوال همواره ذهن مخاطبان را به خود مشغول می‌کند: سرعت چاپ پرینتر سه بعدی تا چه حد می‌تواند بالا برود؟ تماشای چاپ یک شیء سه‌بعدی گاهی ممکن است مانند یک آزمون صبر ایوب به نظر برسد! اما واقعیت این است که با پیشرفت‌های مداوم در مواد، نرم‌افزار و ماشین‌آلات، سرعت این فرایند روزبه‌روز در حال افزایش است. در دنیای پویا و درحال تحول چاپ سه‌بعدی، سرعت یکی از عوامل کلیدی است که بر زمان تولید بلکه بر کیفیت نهایی محصول تأثیر می‌گذارد.
سرعت چاپ سه‌بعدی فقط به‌معنای سرعت حرکت پرینتر نیست، بلکه به عوامل متعددی در فرایند چاپ اشاره دارد که از زمان چاپ تا جزئیات و استحکام آیتم‌های چاپ‌شده را تحت تأثیر قرار می‌دهند. اکنون در این مقاله به بررسی عوامل مختلفی که بر سرعت چاپ پرینتر سه بعدی تأثیر می‌گذارند خواهیم پرداخت. در صورتی که پرینتر سه بعدی خود را به تازگی خریداری کرده اید و نحوه راه اندازی آن را نمی دانید، پیشنهاد ما مطالعه مقاله آموزش راه اندازی پرینتر سه بعدی است.
کلمه‌ی سریع در پرینت سه‌بعدی به چه معناست؟
وقتی صحبت از سرعت چاپ پرینتر سه بعدی به میان می‌آید، دو شاخص کلیدی برای این سرعت وجود دارد:
- سرعت چاپ: این شاخص به سرعتی اشاره دارد که پرینتر می‌تواند مواد را به‌صورت لایه‌لایه روی هم قرار دهد. معمولاً با واحدهایی مانند میلی‌متر یا اینچ در ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.
- زمان کل چاپ: این اصطلاح به مدت‌زمانی اطلاق می‌شود که برای تکمیل یک شیء سه‌بعدی از ابتدا تا انتها طول می‌کشد. این مدت‌زمان به سرعت چاپ پرینتر سه بعدی بستگی دارد؛ اما همچنین به عواملی مانند اندازه مدل، تنظیمات رزولوشن و موارد دیگر نیز مرتبط است.
بنابراین، ممکن است یک پرینتر سه‌بعدی با سرعت چاپ بسیار بالا همچنان زمان کل چاپ طولانی داشته باشد؛ به‌خصوص برای مدل‌های بزرگتر و با جزئیات بیشتر و درک و توجه به هر دوی این عوامل سرعت اهمیت دارد.
سایت ankermake.com سرعت چاپ پرینتر سه بعدی را اینگونه بیان کرده است:
3D printer speed refers to the rate at which a 3D printer completes a printing task, often measured in millimeters per second (mm/s). This includes the speed at which the extruder (the part of the printer that ejects the print material) moves horizontally along the X and Y axes, and vertically along the Z axis. It can vary significantly depending on the printer model and settings.
سرعت چاپگر سه‌بعدی به میزان سرعتی اشاره دارد که یک چاپگر سه‌بعدی وظیفه چاپ را به اتمام می‌رساند و معمولاً بر حسب میلی‌متر در ثانیه (mm/s) اندازه‌گیری می‌شود. این شامل سرعت حرکت اکسترودر (بخشی از چاپگر که مواد چاپ را خارج می‌کند) در امتداد محورهای X و Y به صورت افقی و در امتداد محور Z به صورت عمودی است. سرعت چاپ می‌تواند بسته به مدل چاپگر و تنظیمات آن به طور قابل‌توجهی متفاوت باشد.
جدول تخصصی ویژگی های فنی پرینتر سه بعدی
| ویژگی | توضیحات |
|---|---|
| واحد اندازه‌گیری | سرعت چاپ پرینتر سه بعدی معمولاً بر حسب میلی‌متر بر ثانیه (mm/s) اندازه‌گیری می‌شود. |
| نوع مواد | مواد مختلف مانند PLA، ABS، PETG و TPU نیاز به تنظیمات مختلف سرعت دارند؛ برای مثال، PLA می‌تواند با سرعت بالا (50-250 mm/s) چاپ شود، در حالی که TPU نیاز به سرعت کمتری (20 mm/s) دارد. |
| پیچیدگی مدل | مدل‌های پیچیده با برجستگی‌ها و جزئیات بیشتر نیاز به سرعت‌های چاپ پایین‌تر دارند تا دقت و جزئیات حفظ شود. |
| اندازه نازل | نازل‌های بزرگتر (0.8 mm) امکان چاپ سریع‌تر را فراهم می‌کنند، اما دقت کمتری دارند. نازل‌های کوچک‌تر (0.4 mm) دقت بالاتری داشته، اما سرعت چاپ کمتری دارند. |
| رزولوشن چاپ | رزولوشن بالاتر به‌معنای لایه‌های نازک‌تر و سرعت چاپ کمتر است. برای رزولوشن‌های بالا (0.1 mm)، سرعت چاپ کمتر از 50 mm/s پیشنهاد می‌شود. |
| فناوری چاپ | فناوری‌هایی مانند SLA و DLP معمولاً سرعت‌های چاپ پایین‌تری دارند (15-50 mm/h) در مقایسه با FDM که سرعت بیشتری (40-150 mm/s) دارد. |
| تنظیمات خنک‌سازی | سیستم‌های خنک‌سازی بهتر به پرینتر اجازه می‌دهند که با سرعت‌های بالاتر کار کند بدون کاهش کیفیت چاپ. |
عوامل مؤثر بر سرعت چاپ پرینتر سه بعدی
چندین عامل کلیدی وجود دارد که بر سرعت چاپ در این نوع پرینتر در یک پروژه تأثیر می‌گذارند:
- نوع پرینتر: برخی از فناوری‌های پرینت سه‌بعدی مانند SLA و DLP ذاتاً سریع‌تر از روش‌های FDM/FFF هستند.
- مواد: نوع پلاستیک، رزین، پودر و غیره که استفاده می‌کنید می‌تواند سرعت پرینت را سریع‌تر یا کندتر کند.
- پیچیدگی مدل: اشکال پیچیده‌تر با بخش‌هایی مانند برجستگی‌ها، ساپورت‌ها و غیره به سرعت‌های چاپ پایین‌تری نیاز دارند تا جزئیات مدل حفظ و از شکست قطعه پرینت شده جلوگیری شود.
- رزولوشن: رزولوشن بالاتر به‌معنای لایه‌های ظریف‌تر و جزئیات کوچک‌تر است و بنابراین برای رسیدن به این مهم، به سرعت‌های چاپ کمتری نیاز داریم.
- درون‌پر و دیواره‌ها: مدل‌هایی که دارای درون‌پر (قسمت‌های داخلی) و دیواره‌های بیشتری هستند، زمان بیشتری برای چاپ نیاز دارند.
با توجه به این عوامل کلیدی و تنظیمات برای یک مدل خاص، کاربران می‌توانند توازن مناسبی بین سرعت و کیفیت برای نیازهای خود پیدا کنند.
مناسب‌ترین سرعت چاپ پرینتر سه بعدی چگونه تعیین می‌شود؟
تعیین یک سرعت مناسب برای چاپ سه‌بعدی یک موضوع پیچیده است؛ زیرا تا حد زیادی به نیازهای خاص پروژه چاپ، نوع مواد مورد استفاده و قابلیت‌های پرینتر بستگی دارد.
توازن بین سرعت و کیفیت
یک نکته کلیدی هنگام تصمیم‌گیری در مورد سرعت چاپ پرینتر سه بعدی ، ایجاد توازن بین سرعت و کیفیت است. سرعت‌های بالاتر می‌توانند زمان چاپ را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهند که برای تولیدات در مقیاس بزرگ یا مدل‌های ساده‌تر مفید است. با این حال، برای چاپ‌هایی که نیاز به جزئیات دقیق دارند و یا دارای هندسه‌های پیچیده هستند، سرعت کمتر ترجیح داده می‌شود تا دقت و صحت کار حفظ شود.
ملاحظات مربوط به مواد
نوع ماده‌ای که استفاده می‌شود نیز تأثیر زیادی بر تعیین سرعت مناسب چاپ دارد. در ادامه برخی از دستورالعمل‌های کلی برای مواد مختلفی که معمولاً در پرینترهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند آورده شده است:
- PLA: سرعت چاپ پرینتر سه بعدی پیشنهادی برای دستیابی به نتایج باکیفیت حدود 50 تا 60 میلی‌متر بر ثانیه است. PLA به‌ویژه برای چاپ با سرعت بالا مناسب است و می‌تواند حد بالایی را به بیش‌از 250 میلی‌متر بر ثانیه افزایش دهد.
- ABS: برای بهترین کیفیت، با سرعت 60 میلی‌متر بر ثانیه چاپ کنید. همین سرعت به‌عنوان حد بالایی هم توصیه می‌شود.
- PETG: سرعت چاپ معمولی 50 میلی‌متر بر ثانیه مناسب است و حد بالایی 60 میلی‌متر بر ثانیه است.
- TPU/فیلامنت انعطاف‌پذیر: سرعت چاپ بسیار پایین (20 میلی‌متر بر ثانیه) و توصیه می‌شود تا از گرفتگی نازل و خرابی آن جلوگیری شود.
- نایلون: برای نتایج خوب با سرعت 40 میلی‌متر بر ثانیه چاپ کنید. حد بالایی 50 میلی‌متر بر ثانیه است.
البته قابلیت‌های پرینتر سه‌بعدی شما نقش مهمی در تعیین سرعت مناسب چاپ ایفا می‌کند. برخی از پرینترها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در سرعت‌های بالاتر بدون کاهش کیفیت عمل کنند؛ این موضوع به‌دلیل وجود سیستم‌های پیشرفته خنک‌سازی و کنترل دقیق تزریق مواد است. بسیار مهم است که به دستورالعمل‌های سازنده و مشخصات پرینتر خود رجوع کنید تا محدوده سرعت بهینه برای مدل خاص خود را درک کنید.
سرعت چاپ پرینتر سه بعدی برای فناوری‌های مختلف
سرعت چاپ پرینتر سه بعدی به‌طور قابل‌توجهی بین فناوری‌های مختلف متفاوت است و بر زمان تولید و کیفیت تأثیر می‌گذارد. هر روش با رویکرد منحصربه‌فردی در قراردادن مواد یا پخت رزین کار می‌کند و منجر به سرعت‌های حداکثر و معیارهای متفاوت می‌شود. در ادامه به برخی از ویژگی‌ها و معیارهای کلیدی تعیین سرعت برای چندین فناوری محبوب چاپ سه‌بعدی پرداخته شده است.
تولید فیلامنت مذاب (FFF)
- سرعت معمولی: 40-60 میلی‌متر بر ثانیه؛
- سرعت حداکثر: تا 150 میلی‌متر بر ثانیه؛
- عوامل کلیدی: سرعت چاپ در FFF به اندازه نازل، نوع فیلامنت و تنظیمات چاپ بستگی دارد. سرعت‌های بالاتر می‌تواند منجر به چسبندگی ضعیف لایه‌ها شود، بنابراین بهینه‌سازی تنظیماتی مانند حرکت هد چاپ و خنک‌سازی ضروری است.
استریولیتوگرافی (SLA)
- سرعت معمولی: 20-50 میلی‌متر در ساعت؛
- سرعت حداکثر: تا 100 میلی‌متر در ساعت؛
- عوامل کلیدی: سرعت چاپ در SLA به شدت به ارتفاع لایه و فرایند پخت بستگی دارد. لایه‌های نازک‌تر جزئیات را بهبود می‌بخشند؛ اما فرایند چاپ را کندتر می‌کنند.
تف جوشی لیزری انتخابی (SLS)
- سرعت معمولی: 10-20 میلی‌متر در ساعت؛
- سرعت حداکثر: تا 30 میلی‌متر در ساعت؛
- عوامل کلیدی: سرعت SLS به توان لیزر، نوع ماده و هندسه قطعه بستگی دارد. سرعت‌های بالاتر با هندسه‌های ساده‌تر و توزیع مواد بهینه قابل‌دستیابی است.
پردازش نور دیجیتال (DLP)
- سرعت معمولی: 15-75 میلی‌متر در ساعت؛
- سرعت حداکثر: تا 100 میلی‌متر در ساعت؛
- عوامل کلیدی: سرعت DLP تحت تأثیر منبع نور و نوع رزین است. رزین‌های با عملکرد بالا و سیستم‌های پیشرفته پروجکشن نور به چاپ سریع‌تر کمک می‌کنند.
PolyJet:
- سرعت معمولی: 10-30 میلی‌متر در ساعت؛
- سرعت حداکثر: تا 40 میلی‌متر در ساعت؛
- عوامل کلیدی: سرعت چاپ پرینتر سه بعدی PolyJet تحت تأثیر وضوح لایه و نوع مواد قرار دارد. تنظیمات وضوح بالاتر فرایند را کند می‌کند؛ اما جزئیات را بهبود می‌بخشد.
بایندر جتینگ
- سرعت معمولی: 15-60 میلی‌متر در ساعت؛
- سرعت حداکثر: تا 100 میلی‌متر در ساعت؛
- عوامل کلیدی: سرعت بایندر جتینگ به عوامل اتصال‌دهنده ماده و مراحل پس‌پردازش بستگی دارد. اگرچه سرعت‌های بالاتر چاپ ممکن است؛ اما فرایندهای پس‌پردازش می‌تواند زمان تولید کلی را افزایش دهد.
چگونه می‌توانیم سرعت چاپ پرینتر سه بعدی را چک کنیم؟
برای بررسی و نظارت بر سرعت پرینت سه‌بعدی، چندین روش و ابزار وجود دارد که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. این فرایند شامل مشاهده سرعت حرکت هد پرینت، تنظیمات نرم‌افزاری پرینتر و برخی فاکتورهای فیزیکی دیگر است. در ادامه چند روش برای چک‌کردن سرعت پرینت سه‌بعدی آورده شده است:
- بررسی تنظیمات نرم‌افزاری (G-code): سرعت پرینت معمولاً در تنظیمات نرم‌افزاری که برای پرینتر سه‌بعدی استفاده می‌شود، قابل‌مشاهده و تنظیم است. این سرعت معمولاً در نرم‌افزارهایی مانند Cura، PrusaSlicer یا Simplify3D در قسمت تنظیمات مربوط به پرینت تعیین می‌شود. تنظیمات سرعت در این نرم‌افزارها اغلب با واحد میلی‌متر بر ثانیه (mm/s) نمایش داده می‌شود.
- مشاهده G-code: فایل‌های G-code که به پرینتر ارسال می‌شوند، شامل تمام دستورات مربوط به سرعت حرکت هد پرینت و دیگر تنظیمات پرینتر هستند. می‌توانید این فایل‌ها را باز کنید و به‌دنبال دستورات مرتبط با سرعت مانند “F” (فیدریت) بگردید. به‌عنوان‌مثال، دستوراتی که به‌صورت F1200 در فایل G-code وجود دارند، نشان‌دهنده سرعت چاپ 1200 میلی‌متر بر دقیقه هستند.
- نمایشگر پرینتر سه‌بعدی: بسیاری از پرینترهای سه‌بعدی دارای نمایشگرهایی هستند که به کاربران اجازه می‌دهند تا اطلاعات مربوط به سرعت چاپ را در طول فرایند چاپ مشاهده کنند.
- نظارت بر زمان چاپ: یک روش غیرمستقیم برای بررسی سرعت پرینت، نظارت بر زمان کل چاپ است. سرعت‌های بالاتر به‌معنای کاهش زمان چاپ کل هستند. با بررسی زمان تقریبی چاپ که توسط نرم‌افزار برآورد شده است و مقایسه آن با زمان واقعی، می‌توانید تخمینی از سرعت پرینت به دست بیاورید.
- تنظیمات Firmware پرینتر: در برخی از پرینترها، می‌توانید سرعت پرینت را به‌صورت مستقیم از طریق تنظیمات firmware یا کدهای M در طول پرینت تنظیم یا بررسی کنید. این تنظیمات معمولاً به شما اجازه می‌دهند که سرعت حرکت محورها و سرعت اکسترودر را تنظیم کنید.
اگر می خواهید به یک کاربر حرفه ای پرینتر سه بعدی تبدیل شوید باید نحوه کار پرینتر سه بعدی را بدانید.
سخن پایانی
به‌طور خلاصه، تعیین سرعت چاپ پرینتر سه بعدی به‌طور مناسب و بهینه، نیازمند ایجاد توازن بین عوامل مختلفی است. انتخاب درست پرینتر و تنظیمات مرتبط با آن نه‌تنها کیفیت چاپ را بهبود می‌بخشد، بلکه زمان تولید را نیز به حداقل می‌رساند. بنابراین، آگاهی از عوامل تأثیرگذار بر سرعت و چگونگی بهینه‌سازی آن‌ها می‌تواند به دستیابی به نتایج بهینه کمک شایانی کند. در مقاله ساخت قاب گوشی با پرینتر سه بعدی اطلاعات مفید و جالبی در این زمینه بیان شده است.
سوال متداول
1. چگونه می‌توان سرعت چاپ پرینتر سه بعدی را افزایش داد؟
افزایش سرعت چاپ پرینتر سه‌بعدی با استفاده از تنظیمات مناسب نرم‌افزار، انتخاب مواد مناسب، و تنظیم درست اندازه نازل و رزولوشن امکان‌پذیر است.
2. چه عواملی بر سرعت چاپ پرینتر سه بعدی تأثیر می‌گذارند؟
عواملی مانند نوع پرینتر، مواد مورد استفاده، پیچیدگی مدل و تنظیمات رزولوشن بر سرعت چاپ پرینتر سه‌بعدی تأثیرگذار هستند.
3. آیا افزایش سرعت چاپ پرینتر سه‌بعدی بر کیفیت نهایی تأثیر می‌گذارد؟
بله، افزایش بیش از حد سرعت چاپ ممکن است منجر به کاهش دقت و جزئیات در مدل چاپ‌شده شود، به‌ویژه در مدل‌های پیچیده.