Mengapa Printer 3D Lambat—dan Cara Mempercepatnya

Mencetak model detail pada printer 3D dapat memakan waktu banyak: tergantung pada printer Anda sendiri dan kebutuhan model Anda, satu cetakan dapat memakan waktu lebih dari 24 jam. Jadi, mengapa memakan waktu begitu lama? Apa yang menghalangi teknologi ini untuk membuat model dalam menit? Dan apa yang dapat Anda lakukan untuk mempercepat cetakan Anda?

Dalam artikel ini, saya akan membahas pertanyaan-pertanyaan ini secara rinci dengan harapan mereka akan berguna untuk usaha Anda di masa depan.

Printer 3D bekerja menyusun lapis demi lapis bahan dan jadi memiliki keterbatasan fisik tentang seberapa cepat lapisan dapat disetorkan pada produk saat ini. Printer berbasis filamen perlu menyetorkan bahan mereka inci demi inci dengan kontraksi mekanis, yang cenderung membuatnya secara terlihat lebih lambat daripada beberapa printer berbasis resin untuk cetakan yang lebih besar, karena printer berbasis resin bergantung pada cahaya dan beberapa dapat mencetak satu lapisan penuh pada satu waktu.

Ada lebih banyak faktor yang perlu diingat saat membandingkan teknologi ini. Namun, ada beberapa hal yang dapat Anda lakukan untuk mempercepat prosesnya.

Printer FDM vs Resin

Sedangkan metode konstruksi lain dapat memakan waktu menit untuk membuat satu bagian, metode lapis demi lapis yang digunakan printer 3D membuatnya secara inherit lebih lambat karena keterbatasan fisik yang inherent pada teknologi, baik untuk Fused Deposition Modeling (FDM) maupun untuk printer berbasis Resin.

 Printer FDM (fused deposition modeling) bergantung pada bahan termoplastik yang dipanaskan, dieksrusi, dan disetorkan pada model saat ini melalui nozzle, yang dipindahkan dengan presisi melalui serangkaian bagian bermotor.

Printer berbasis resin menggunakan cahaya UV untuk menguras kolam bahan fotopolimer dan menciptakan objek padat. Ada juga teknologi berbeda untuk printer resin: Stereolithography menggunakan satu laser yang mencakup area kecil menggambar lapisan analog dengan printer FDM, sementara digital light processing (DLP) dan light crystal display (LCD) menggunakan proyektor dan layar LCD dengan lampu belakang untuk menyediakan sumber cahaya UV.

Membahas secara detail semua perbedaan dengan teknik ini dan kapan serta di mana lebih baik menggunakan satu daripada yang lain layak mendapat artikel sendiri, tetapi untuk topik saat ini, intinya adalah ini:

Printer FDM perlu memindahkan bagian mekanis yang berat (motor, nozzle, gear ekstruder, dll.) dengan presisi luar biasa. Untuk memindahkan dan menghentikan mekanisme, memerlukan banyak energi, tetapi bahkan jika beberapa bagian dapat berjalan lebih cepat (seperti motor) biasanya menghasilkan getaran yang berat yang akan mengakibatkan kualitas cetak. Selain itu, tergantung pada bahan filamen yang Anda gunakan, mungkin memerlukan waktu lebih lama untuk meleleh, menyetorkan, dan mengeras.

Di sisi lain, printer SLA lebih cepat daripada rekan FDM karena laser bergerak lebih cepat dari motor stepper. Printer LCD dan DPL lebih cepat lagi, mencetak lapisan penuh sekaligus. Hal ini semakin terlihat pada bagian yang lebih besar atau yang lebih didefinisikan dengan halus karena setiap lapisan memakan waktu yang kira-kira sama.

Itu juga layak disebutkan bahwa setelah model selesai, sisa resin perlu dibersihkan secara manual dari permukaan bagian akhir, yang mengakibatkan waktu dan usaha tambahan.

Selain aspek mekanis printer itu sendiri, perangkat lunak juga berperan ketika berkaitan dengan kecepatan cetakan Anda. Pengaturan program slicer dapat membuat perbedaan antara cetak 1 jam dan cetak 3 jam, dan ini adalah sesuatu yang dapat Anda kerjakan untuk mempercepat proses untuk printer 3D desktop rata-rata sambil sadar akan tradeoff yang Anda ambil untuk waktu Anda.

Cara meningkatkan kecepatan printer 3D

Banyak yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kecepatan dari perangkat lunak dan kita akan membahas pengaturan utama untuk melakukannya. Sisa artikel akan mengasumsikan bahwa kita berurusan dengan printer FDM (kecuali dinyatakan lain) karena mereka secara luas adalah yang paling populer.

Kecepatan Cetak

Dalam model FDM, kecepatan cetak menentukan kecepatan (dalam mm/s) di mana ekstruder bergerak. Pengaturan ini dapat dimodifikasi pada semua slicer, dan adalah salah satu parameter utama yang mengarah pada waktu cetak yang lebih rendah. Namun, ada keterbatasan mekanis pada setiap printer, yang berarti Anda tidak dapat meningkatkan kecepatan cetak Anda secara tak terbatas tanpa menyerap kualitas keseluruhan bagian yang dihasilkan. Ada keterbatasan lain, seperti tingkat di mana ekstruder Anda dapat melelehkan plastik. Sebagian besar printer bekerja pada sekitar 50 mm/s secara default, tetapi tergantung pada spesifiknya, mereka dapat mencapai hingga 750 mm/s atau bahkan lebih tinggi. Itu juga layak disebutkan bahwa printer dapat bekerja pada kecepatan yang berbeda tergantung pada bagian mana dari model yang saat ini dicetak oleh printer.

Sebagai referensi, ini beberapa hal yang perlu diingat yang terkait dengan kecepatan cetak:

1. Meningkatkan kecepatan dinding luar dapat mengakibatkan kualitas permukaan, yang berarti hanya direkomendasikan ketika tampilan keseluruhan model kurang penting.
2. Meningkatkan kecepatan pada dinding dalam dan kecepatan infill dapat mempengaruhi kekuatan dan daya tahan bagian; jika itu kurang menjadi perhatian, mempercepat parameter ini adalah kemungkinan.
3. Kecepatan atas/bawah adalah kecepatan di mana lapisan atas dan bawah dicetak; menurunkan kualitas lapisan ini dapat menimbulkan masalah, jadi kecepatan lebih lambat direkomendasikan untuk meningkatkan keandalan penutupan lapisan ini.
4. Kecepatan infill penopang menentukan kecepatan di mana penopang dicetak. Karena struktur penopang biasanya tidak memerlukan kualitas tinggi, nilai yang lebih tinggi mungkin ide yang baik untuk mempercepat proses.
5. Dan kecepatan antarmuka penopang adalah kecepatan di mana atap dan dasar penopang dicetak. Karena lapisan ini dapat mempengaruhi kualitas permukaan yang bersentuhan dengan mereka, disarankan untuk menggunakan parameter yang konservatif.

Kecepatan Perjalanan

Kecepatan perjalanan mempengaruhi seberapa cepat kepala bergerak saat tidak mengeksrusi filamen. Meningkatkannya dapat menghemat banyak waktu, tetapi dapat mengakibatkan masalah seperti perpindahan lapisan, yang dapat merusak seluruh cetakan. Cara terbaik untuk menemukan kecepatan perjalanan optimal untuk mesin Anda adalah menemukan informasi produsen Anda dan yang lebih penting lagi, seperti hampir setiap pengaturan dalam daftar ini, coba-coba pengaturan untuk beberapa cetakan uji, meningkatkan secara perlahan sampai Anda menemukan kecepatan yang tepat yang tidak akan mengakibatkan proyek Anda. Sabuk yang longgar cenderung menjadi alasan utama perpindahan lapisan, jadi pastikan untuk mengeratkannya secara teratur.

Kecepatan Retraksi

Dalam mesin FDM, ini mempengaruhi seberapa cepat printer menarik filamen sebelum mulai bergerak lagi. Jika ditinggalkan terlalu lambat, akan mengakibatkan stringing, tetapi jika diatur terlalu cepat dapat menyebabkan penggilingan filamen yang menyebabkan kerusakan pada ekstruder dan kehilangan filamen, serta masalah lainnya, jadi melakukan beberapa cetakan uji adalah disarankan.

Mengurangi Infill

Infill adalah apa yang ada di dalam dinding dalam model yang dicetak. Slicer menggunakan pola berbeda untuk mengisi volume model 3d dan pola yang berbeda menghasilkan sifat tarik yang berbeda. Mengurangi persentase infill menghasilkan cetakan yang lebih cepat, konsumsi filamen yang lebih sedikit, dan bagian yang kurang tahan.

Parameter ini dapat berkisar dari 0% (yang berarti tidak ada apa-apa di antara dinding model) hingga 100% (dinding sepenuhnya diisi dengan bahan). Itu layak disebutkan bahwa manfaat marginal dari meningkatkan pengaturan ini di atas 30% hampir selalu tidak worth waktu ekstra.

Untuk printer LCD atau DPL yang mencetak lapisan penuh dalam setiap iterasi, infill tidak benar-benar mempengaruhi waktu yang dibutuhkan untuk membuat bagian, tetapi untuk printer FDM dan SLA nilai ini adalah salah satu driver utama waktu cetak dan konsumsi filamen.

Kurangi jumlah cakaran/dinding

Cakaran adalah jumlah lapisan yang menyusun kontur cetak. Meningkatnya akan membuat dinding luar lebih tebal dan membuat cetakan 3D Anda lebih kuat. Jika Anda juga berencana menggores cetak agar terlihat lebih bagus, selalu ide bagus untuk menambahkan beberapa dinding ekstra.

Tingkatkan ketinggian lapisan

Ketinggian lapisan menentukan seberapa kecil setiap lapisan pada sumbu Y dan merupakan penentu utama presisi detail dan tampilan keseluruhan model. Namun itu adalah salah satu driver utama waktu yang dibutuhkan untuk mencetak apa pun. Jika finishing pada bagian kurang penting atau jika cukup besar, memilih ketinggian lapisan yang lebih tinggi adalah trik yang berguna untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mencetak apa pun.

Cetak berkualitas tinggi dapat mengambil nilai 0,1 mm atau bahkan lebih rendah. Namun, memiliki hubungan terbalik 1-1 dengan waktu cetak: mengurangi ketinggian lapisan setengah akan mengkalikan waktu cetak.

Minimalkan penggunaan penopang

Dalam FDM setiap lapisan harus disetorkan di atas sesuatu, baik itu permukaan plat cetak atau lapisan filamen lainnya. Jika model memiliki bagian di mana beberapa lapisan akan mulai mencetak di udara tipis, seluruh proses akan gagal.

Penopang dapat memakan waktu banyak untuk dibuat dan kadang-kadang tidak dapat dihindari, tetapi Anda mungkin terkejut dengan seberapa banyak yang dapat Anda capai dengan beberapa trik: memutar dan menyesuaikan model agar dapat dicetak tanpa kebutuhan penopang, atau hanya mengurangi jumlah penopang yang dibutuhkan dapat mengurangi waktu secara signifikan. Sebagai aturan umum, cobalah memutar model untuk meminimalkan permukaan dengan sudut lebih dari 45 derajat.

Lapisan adaptif

Singkatnya, lapisan adaptif memungkinkan pencetakan dengan ketinggian lapisan yang bervariasi, memungkinkan slicer Anda untuk secara otomatis menurunkannya kapan pun detail yang lebih halus diperlukan atau meningkatkannya kapan pun bentuk bagian memungkinkannya. Mencetak dengan pengaturan ini memungkinkan Anda untuk mempercepat proses tanpa menyerap terlalu banyak pada kualitas; namun itu memiliki keterbatasan: jika Anda perlu bagian dengan detail tinggi di seluruhnya atau jika Anda mencoba mencetak dua objek berbeda pada saat yang bersamaan, lapisan adaptif dapat merusak pencetakan secara keseluruhan. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang lapisan adaptif di sini.

Kecepatan Printer 3D saat ini

Di pasar pencetakan 3D saat ini, sebagian besar printer mencetak dengan kecepatan sekitar 40-50 mm/s, dan model yang lebih canggih dapat mencapai hingga 120-150 mm/s; namun, sudah ada model yang dapat mencapai kecepatan lebih tinggi: beberapa printer Voron telah mencapai hingga 1000 mm/s! (tetapi masih kasar, untuk mengatakan yang terendah). Pasar printer 3D terus berkembang dengan tingkat yang sangat tinggi dan kita dapat mengharapkan terobosan teknologi di masa depan yang akan memungkinkan cetakan yang lebih cepat dan lebih andal.

Kesimpulan

Ada banyak hal yang perlu dipertimbangkan saat menghitung waktu cetak bagian kita. Tidak hanya teknologi pencetakan dan mesin itu sendiri yang penting, tetapi juga konfigurasi yang kita pilih pada slicer favorit kami. Ini tidak hanya bergantung pada bentuk dan volume model tetapi juga pada detail estetika yang diinginkan dan persyaratan fisik yang kita butuhkan.

Tingkat di mana printer hobi berkembang sangat mengagumkan dan mungkin akan datang hari ketika kita tidak perlu mengetahui apa pun tentang konfigurasi yang tepat dari cetakan. Sementara itu, kita perlu terus bermain-main dengan pengaturan untuk menghemat menit tambahan tanpa mengorbankan kualitas cetakan. Bagi beberapa dari kita, ini adalah salah satu aspek paling menyenangkan dan menarik dari profesi ini!

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade yang harus dibeli, karena kami tahu ini dapat menjadi tugas yang sangat menakutkan dan umumnya mengarah pada banyak kebingungan.

Kami telah memilih sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula maupun menengah, bahkan ahli, membuat keputusan menjadi lebih mudah, dan filament, serta upgrade yang tercantum, semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sebagaimana mestinya.