لماذا الطابعات ثلاثية الأبعاد بطيئة جدًا؟

أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد رخيصة وموثوقة على مر السنين. جعلت المواد الصديقة للمبتدئين مثل PLA و PETG التصنيع المنزلي أكثر سهولة من ذي قبل. لسوء الحظ ، تظل عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد الفعلية بطيئة للغاية ، وتتطلب في كثير من الحالات طباعة تكفي لعدة أيام.

لماذا تستمر الطابعات ثلاثية الأبعاد في ممارسة أعمالها بوتيرة جليدية ، بينما كانت متاحة للمستهلكين لأكثر من عقد؟

تكمن الإجابة في التحديات الهندسية والإنتاجية وراء جعل الطباعة ثلاثية الأبعاد مجدية تجاريًا. دعونا نلقي نظرة على هذه التحديات والتكنولوجيا الواعدة التي يمكن أن تجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع للجميع.

حاملو السرير لا يحبون التحرك بسرعة

يكمن الدليل الأول في المظهر النموذجي للطابعة ثلاثية الأبعاد للمستهلك. يؤدي البحث في Amazon عن طابعات ثلاثية الأبعاد إلى نتائج تبدو غير قابلة للتمييز تقريبًا عن بعضها البعض. هذا منتج ثانوي مؤسف للطابعات ثلاثية الأبعاد للمستهلكين التي تعتمد على تصميم Prusa i3. يبدو أنه لا يوجد نهج أفضل للتصنيع بالجملة للطابعات الرخيصة. لسوء الحظ ، فإن هذا السعي لتحقيق الكفاءة من حيث التكلفة يأتي على حساب السرعة.

دعونا نلقي نظرة سريعة على نظام الحركة Prusa i3 لفهم سبب ذلك.

يعد المتوسط ​​ثلاثي الأبعاد الخاص بك على مستوى المستهلك رخيصًا في المقام الأول لأنه غير معقد. تمتد هذه البساطة إلى نظام حركتهم أيضًا. على سبيل المثال ، يشتمل المحور X على رأس الطباعة المتحرك بطول فتحة الألمنيوم على شكل حرف V. يقوم المحور Z بدوره بتحريك مجموعة المحور X بالكامل لأعلى ولأسفل. قد يبدو هذا ثقلاً ثقيلًا ، لكنه لا يمثل مصدر قلق كبير لأن الطابعات ثلاثية الأبعاد تتحرك على طول المحور Z بشكل غير متكرر وبجزء صغير من المليمتر في المرة الواحدة.

ومع ذلك ، فإن إعداد المحور Y لهذه الطابعات هو بالتأكيد دون المستوى الأمثل. تم تكليف هذا المحور الضعيف بالمهمة الشاقة المتمثلة في تحريك السرير بالكامل ، والذي يحدث أيضًا أنه أثقل مكون في طابعة ثلاثية الأبعاد. للطباعة بسرعة ، من الأفضل أن تكون المكونات المتحركة خفيفة قدر الإمكان. من الصعب بالفعل تحريك رأس الطباعة بسرعة بوزن 150 جرامًا ، مع الحفاظ على دقة الميكرومتر.

الآن ، تخيل أن تفعل الشيء نفسه مع سرير 1.5 كجم بدلاً من ذلك. ليس من المستغرب أن الطابعات ثلاثية الأبعاد التي تستخدم تصميم Prusa i3 تُسمى بالعامية ناطور الفراش لهذا السبب.

ماذا يحدث عند الطباعة السريعة على أي حال؟

لقد اكتشفنا سبب بطء الطابعة ثلاثية الأبعاد العادية. ولكن ماذا لو قمنا بتعطيل حدود البرامج الثابتة على سرعة الطباعة والتسريع للطباعة بسرعة على أي حال؟ تتجاوز تكلفة التحرك بسرعة كبيرة وضع ضغط هائل على محركات السائر والتسبب في ارتفاع درجة حرارتها. جودة الطباعة هي أول ضحية في القتال بين محرك ضعيف وكتلة عنيدة لسرير ثقيل. يتجلى هذا في رنين أو ظلال ناتجة عن الاهتزاز المفرط المرتبط بالطباعة السريعة.

في الحالات القصوى ، يمكن لمكونات الطابعة ثلاثية الأبعاد أن تهتز بمرور الوقت. على الرغم من أنه من السهل إعادة إحكام ربط البراغي ، إلا أن الطباعة السريعة على طراز Prusa i3 غالبًا ما تؤدي إلى تآكل لا رجعة فيه في مكونات الحركة. الأكثر تضررا هي بكرات V-slot الرخيصة المستخدمة في نظام الحركة لمثل هذه الطابعات. تتآكل العجلات البلاستيكية التي تعمل على طول مسارات على شكل حرف V على سبائك الألمنيوم بشكل كبير عند تعرضها لسرعات طباعة عالية.

لا يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد النموذجية القائمة على تصميم Prusa i3 الطباعة بسرعة بأي درجة من الجودة أو الموثوقية طويلة المدى. ولكن ماذا عن الطابعات القائمة على تصميمات مختلفة. يجب أن تكون هناك بدائل قابلة للتطبيق ومناسبة للطباعة السريعة ، أليس كذلك؟

طابعات دلتا: رخيصة وسريعة ولكنها غير دقيقة

تم تصميم طابعات دلتا ثلاثية الأبعاد من الألف إلى الياء لتكون سريعة. رأس الطباعة الخفيف الخاص بهم أسرع وأكثر قابلية للتحكم بسبب زخمه المنخفض بطبيعته. علاوة على ذلك ، يستخدم تصميم دلتا مكونات أقل من نظيره في حامل السرير ، مما يجعل تصنيعه أرخص. الطابعات الرخيصة والسريعة تبدو مثالية ، ولكن لماذا لا نرى عددًا كافيًا منها؟

الطابعات التي تستند إلى تصميم دلتا تتنازل كثيرًا في سعيها لتحقيق السرعة. تجعل رؤوس الطباعة المدمجة وخفيفة الوزن من المستحيل استخدام آلة بثق محرك مباشر. تعرف على المزيد حول هذه التكنولوجيا في موقعنا دليل محرك الطارد المباشر. وفي الوقت نفسه ، فإن قيود الطارد الخاصة بودين فقط تجعل طابعات دلتا غير قادرة على التعامل مع الخيوط المرنة ، مما يضر بتعدد استخداماتها.

ومع ذلك ، فإن أكبر حل وسط لهم يأتي في شكل جودة طباعة منخفضة ، خاصة أثناء طباعة النماذج الكبيرة المنتشرة أفقيًا. علاوة على ذلك ، فإن جودة الطباعة السطحية التي حققتها دلتا لا يمكن مقارنتها بحبال السرير. يتفاقم هذا بسبب السرير الدائري الذي يحد من حجم البناء ، وميلهم العام إلى التفوق فقط في الطبعات الطويلة.

هذه القيود شديدة بما يكفي لصناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمستهلكين لجعل طابعات دلتا في مكانة متخصصة على الرغم من سرعتها الرائعة وفعاليتها من حيث التكلفة.

طابعات CoreXY: تأتي السرعة بسعر

تعتمد أسرع الطابعات الموجودة على CoreXY kinematics ، كما هو موضح في دليل المبتدئين لطابعات فورون ثلاثية الأبعاد. هذا نظام حركة متطور حيث يكون السرير ثابتًا إلى حد كبير ، ولكن يتم تحريك رأس الطباعة الأخف وزنًا بسرعة البرق. على عكس طابعات Delta ، فإن تصميم CoreXY يحافظ على الجودة مع السماح باستخدام ماكينات البثق ذات الدفع المباشر.

المشكلة الوحيدة هي أن التعقيد الشديد والتكاليف المرتفعة التي ينطوي عليها الأمر تجعل هذه الطابعات غير قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد للمستهلكين. على هذا النحو ، تظل طابعات CoreXY مقصورة على المشاريع المتخصصة مفتوحة المصدر التي تستهدف عشاق الطباعة ثلاثية الأبعاد. هذا ليس مفاجئًا إذا أخذنا في الاعتبار كيف أن متوسط ​​تكلفة طابعة CoreXY ثلاثية الأبعاد يتراوح بين 1000 دولار و 2000 دولار في الأجزاء وحدها.

لم يتوصل مصنعو الطابعات ثلاثية الأبعاد للمستهلكين إلى معرفة كيفية جعل هذه التقنية رخيصة ويمكن الوصول إليها بشكل كافٍ للمستخدمين العاديين.

السرعة هي طابعات ثلاثية الأبعاد فاخرة لا تستطيع تحملها

لتلخيص ذلك ، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد السريعة أمرًا مكلفًا. يمكنك إما الحصول على طابعة دلتا رخيصة تعمل بسرعة على حساب الجودة وحجم البناء ، أو يمكنك إنفاق ثروة على جهاز CoreXY. لا يتوافق أي من هذين النقيضين جيدًا مع المستهلكين.

ولهذا السبب تعتمد كل طابعة ثلاثية الأبعاد للمستهلكين تقريبًا على تصميم Prusa i3. قد تكون هذه الطابعات بطيئة ، لكنها مع ذلك تحقق توازنًا جيدًا بين السعر والميزات والأداء. تعتبر السرعة ضحية مؤسفة لتصنيع طابعات ثلاثية الأبعاد ذات جاذبية كبيرة في السوق.

5 أدوات أقل شهرة تجعل صيانة الطابعة ثلاثية الأبعاد أسهل

اقرأ التالي

نبذة عن الكاتب