Mengapa Printer 3D Sangat Lambat?

Pencetakan 3D telah menjadi murah dan dapat diandalkan selama bertahun-tahun. Bahan ramah pemula seperti PLA dan PETG telah membuat manufaktur rumahan lebih mudah diakses daripada sebelumnya. Sayangnya, proses pencetakan 3D yang sebenarnya tetap sangat lambat, dalam banyak kasus membutuhkan pencetakan beberapa hari.

Mengapa printer 3D masih menjalankan bisnis mereka dengan kecepatan glasial, padahal mereka telah tersedia untuk konsumen selama lebih dari satu dekade?

Jawabannya terletak pada tantangan teknik dan produksi di balik pembuatan pencetakan 3D yang layak secara komersial. Mari kita lihat tantangan ini dan teknologi menjanjikan yang dapat membuat pencetakan 3D lebih cepat untuk semua orang.

Bed-Slingers Tidak Suka Bergerak Cepat

Petunjuk pertama terletak pada tampilan khas printer 3D konsumen itu sendiri. Pencarian Amazon untuk printer 3D menghasilkan hasil yang terlihat hampir tidak dapat dibedakan satu sama lain. Itu adalah produk sampingan yang disayangkan dari printer 3D konsumen yang didasarkan pada desain Prusa i3. Tampaknya tidak ada pendekatan yang lebih baik untuk memproduksi printer murah secara massal. Sayangnya, pengejaran efisiensi biaya ini harus mengorbankan kecepatan.

Mari kita lihat sekilas sistem gerak Prusa i3 untuk memahami mengapa demikian.

Rata-rata 3D tingkat konsumen Anda murah terutama karena tidak rumit. Kesederhanaan ini meluas ke sistem gerak mereka juga. Sumbu X, misalnya, terdiri dari kepala cetak yang bergerak sepanjang ekstrusi aluminium slot-V. Sumbu Z, pada gilirannya, menggerakkan seluruh rakitan sumbu X ke atas dan ke bawah. Itu mungkin tampak seperti banyak beban, tetapi itu bukan masalah utama karena printer 3D jarang bergerak di sepanjang sumbu Z dan hanya sepersekian milimeter pada satu waktu.

Namun, pengaturan sumbu Y dari printer semacam itu jelas kurang optimal. Sumbu yang buruk ini ditugaskan dengan tugas yang sangat besar untuk memindahkan seluruh tempat tidur, yang juga merupakan komponen terberat dalam printer 3D. Untuk mencetak dengan cepat, idealnya Anda menginginkan komponen yang bergerak seringan mungkin. Sudah sulit untuk memindahkan print head dengan berat 150 gram dengan cepat, sambil mempertahankan presisi mikrometer.

Sekarang, bayangkan melakukan hal yang sama dengan tempat tidur 1,5kg sebagai gantinya. Tidak mengherankan, printer 3D yang menggunakan desain Prusa i3 sering disebut sebagai bed-slinger karena alasan ini.

Apa Yang Terjadi Saat Anda Mencetak dengan Cepat?

Kami telah menemukan mengapa rata-rata printer 3D Anda lambat. Tetapi bagaimana jika kita menonaktifkan batas firmware pada kecepatan cetak dan akselerasi untuk mencetak dengan cepat? Biaya bergerak terlalu cepat melampaui tekanan yang luar biasa pada motor stepper dan menyebabkannya menjadi terlalu panas. Kualitas cetak adalah korban pertama dalam pertarungan antara motor yang lemah dan massa yang keras kepala dari tempat tidur yang berat. Ini bermanifestasi sebagai dering atau bayangan yang disebabkan oleh getaran berlebihan yang terkait dengan pencetakan cepat.

Dalam kasus ekstrim, komponen printer 3D dapat terlepas dari waktu ke waktu. Meskipun sekrup mudah dikencangkan kembali, pencetakan cepat pada gaya Prusa i3 sering menyebabkan keausan permanen pada komponen gerak. Pukulan terburuk adalah rol V-slot murah yang digunakan dalam sistem gerak printer semacam itu. Roda plastik yang berjalan di sepanjang trek berbentuk V pada ekstrusi aluminium aus secara signifikan saat mengalami kecepatan pencetakan yang cepat.

Printer 3D tipikal berdasarkan desain Prusa i3 tidak dapat mencetak cepat dengan tingkat kualitas apa pun atau keandalan jangka panjang. Tapi bagaimana dengan printer berdasarkan desain yang berbeda. Seharusnya ada beberapa alternatif yang cocok untuk mencetak cepat, bukan?

Delta Printers: Murah dan Cepat, tapi Tidak Akurat

Printer Delta 3D dirancang dari awal agar cepat. Kepala cetak ringan mereka lebih cepat dan lebih terkendali karena momentumnya yang lebih rendah. Selain itu, desain Delta menggunakan komponen yang lebih sedikit daripada slinger tempat tidurnya, yang membuatnya lebih murah untuk diproduksi. Printer yang murah dan cepat terdengar sempurna, tetapi mengapa kita tidak melihat cukup banyak dari mereka?

Printer berdasarkan desain Delta banyak berkompromi dalam mengejar kecepatan. Kepala cetaknya yang ringkas dan ringan tidak memungkinkan untuk menerapkan ekstruder penggerak langsung. Pelajari lebih lanjut tentang teknologi ini di. kami panduan ekstruder penggerak langsung. Sementara itu, pembatasan ekstruder khusus Bowden ini membuat printer Delta tidak mampu menangani filamen fleksibel, yang mengurangi keserbagunaannya.

Namun, kompromi terbesar mereka datang dalam bentuk penurunan kualitas cetak, terutama saat mencetak model besar yang tersebar secara horizontal. Selain itu, kualitas cetak permukaan yang dicapai oleh Delta tidak sebanding dengan bed-slinger. Hal ini semakin diperparah oleh tempat tidur melingkar yang membatasi volume bangunan, dan kecenderungan umum mereka untuk unggul hanya pada cetakan tinggi.

Keterbatasan ini cukup parah bagi industri percetakan 3D konsumen untuk menurunkan printer Delta ke ceruk pasar meskipun kecepatan dan efektivitas biayanya mengesankan.

Printer CoreXY: Kecepatan Ada Harganya

Printer tercepat di sekitar didasarkan pada kinematika CoreXY, seperti yang dijelaskan dalam panduan pemula untuk printer Voron 3D. Ini adalah sistem gerak canggih di mana tempat tidur sebagian besar tidak bergerak, tetapi kepala cetak yang jauh lebih ringan digerakkan dengan kecepatan kilat. Tidak seperti printer Delta, desain CoreXY mempertahankan kualitas sambil memungkinkan penggunaan ekstruder drive langsung.

Satu-satunya masalah adalah bahwa kompleksitas ekstrim dan biaya tinggi yang terlibat membuat printer ini tidak dapat digunakan untuk pencetakan 3D konsumen. Dengan demikian, printer CoreXY tetap terbatas pada proyek sumber terbuka khusus yang ditujukan untuk penggemar pencetakan 3D. Itu tidak mengejutkan mengingat bagaimana harga rata-rata printer CoreXY 3D berkisar antara $1000 dan $2000 hanya untuk suku cadang saja.

Produsen printer 3D konsumen masih belum menemukan cara untuk membuat teknologi ini murah dan cukup mudah didekati oleh pengguna umum.

Kecepatan Adalah Printer 3D Mewah yang Tidak Terjangkau

Singkatnya, pencetakan 3D cepat adalah urusan yang mahal. Anda dapat memiliki printer Delta murah yang berjalan cepat dengan biaya kualitas dan volume build, atau Anda dapat menghabiskan banyak uang untuk mesin CoreXY. Tak satu pun dari ekstrem ini cocok dengan konsumen.

Dan itulah mengapa hampir setiap printer 3D konsumen didasarkan pada desain Prusa i3. Printer ini mungkin lambat, tetapi tetap memiliki keseimbangan yang baik antara harga, fitur, dan kinerja. Kecepatan adalah korban malang dari pembuatan printer 3D dengan daya tarik pasar massal.

5 Alat yang Kurang Dikenal yang Membuat Perawatan Printer 3D Lebih Mudah

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis