Wie schnell kann 3D-Druck werden?

Die 3D-Drucktechnologie hat die Art und Weise, wie wir Dinge herstellen, völlig verändert. Doch wie schnell kann sie sein?? Während es manchmal wie eine extreme Geduldsprobe erscheinen kann, einem 3D-Drucker in Aktion zuzusehen, werden die Drucker dank neuer Materialien, Software und Maschinen in Wirklichkeit von Tag zu Tag schneller. Dieser Artikel analysiert alle verschiedenen Faktoren, die sich auf diese erforderlichen Druckzeiten auswirken. Wir werden uns ansehen, welche 3D-Druckverfahren am schnellsten sind, wie sich Materialien auf die Geschwindigkeit auswirken und welche neuesten Innovationen Drucker schnell effizienter machen. Egal, ob Sie ein Hobbybastler sind, der es satt hat, Gras wachsen zu sehen, oder ein Unternehmen, das seine Produktion steigern möchte, Sie erhalten nützliche Einblicke in die erforderlichen Geschwindigkeitsfunktionen des modernen 3D-Drucks.

Was bedeutet „schnell“ beim 3D-Druck wirklich??

Beim schnellen 3D-Druck gibt es einige wichtige Geschwindigkeitskennzahlen:

• Druckgeschwindigkeit- Damit ist gemeint, wie schnell der Drucker Material Schicht für Schicht auftragen kann. Die Angabe erfolgt in Millimetern oder Zoll pro Sekunde.
• Gesamte Druckzeit- Dies ist die Gesamtzeit, die benötigt wird, um ein ganzes Objekt von Anfang bis Ende in 3D zu drucken. Sie hängt von der Druckgeschwindigkeit, aber auch von der Modellgröße, den Auflösungseinstellungen und mehr ab.

Also, ein 3D-Drucker mit wirklich schnellen Druckgeschwindigkeiten Bei größeren, detaillierteren Modellen kann die Gesamtdruckzeit immer noch lang sein. Es ist wichtig, diese beiden Geschwindigkeitsfaktoren im Auge zu behalten.

Faktoren, die die 3D-Druckgeschwindigkeit beeinflussen

Es gibt mehrere Schlüsselvariablen, die sich darauf auswirken, wie schnell ein 3D-Druckauftrag abgewickelt werden kann:

• Druckertyp– Einige 3D-Drucktechnologien wie SLA und DLP sind von Natur aus schneller als beispielsweise FDM/FFF.
• Material- Die Art des verwendeten Kunststoffs, Harzes, Pulvers usw. kann schnellere oder langsamere Druckgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Qualität ermöglichen.
• Modellkomplexität- Komplexere Formen mit Überhängen, Stützen usw. erfordern langsamere Druckgeschwindigkeiten, um Details beizubehalten und Fehler zu vermeiden.
• Auflösung- Eine höhere Auflösung bedeutet feinere Schichten und kleinere Details, was eine langsamere Druckgeschwindigkeit erfordert.
• Füllung & Schalen- Modelle mit mehr Füllung (Innenseite) und Schalen (Außenwände) benötigen länger zum Drucken.

Mit diesen Schlüsselvariablen und Einstellungen für ein bestimmtes Modell können Benutzer das für ihre Anforderungen richtige Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Qualität finden.

Wie schnell sind verschiedene 3D-Drucktechnologien?

FDM/FFF – Das klassische Arbeitspferd

Eine der häufigsten und günstigsten Das 3D-Druckverfahren heißt Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF). Dabei wird Kunststofffilament geschmolzen und Schicht für Schicht gedruckt.

Druckgeschwindigkeiten: Etwa 20–200 mm/s typisch

Die Geschwindigkeit von FDM-Druckern kann je nach Maschine stark variieren. Im Durchschnitt erreichen Hobby-FDM-Drucker maximal 60–100 mm/s, während einige höherwertige Industriedrucker bis zu 200 mm/s erreichen. In diesem Blog erfahren Sie mehr Unterschiede zwischen Hobby-3D-Druckern und industriellen 3D-Druckern.

Beeindruckend ist die QIDI Tech Q1 Pro erreicht Druckgeschwindigkeiten von bis zu 600 mm/s zu einem hobbyfreundlichen Preis.

SLA – Hohe Auflösung bei hoher Geschwindigkeit

Mithilfe eines Lasers wird flüssiges Harz zu festen Schichten ausgehärtet. Stereolithografie (SLA)-Druck ist für seine präzisen Details und glatten Oberflächen bekannt.

Druckgeschwindigkeiten: Normalerweise 20–500 mm/Std.

Die meisten SLA-Drucker für den Endverbraucherbereich erreichen Geschwindigkeiten zwischen 100 und 300 mm/h. Einige moderne SLA-Drucker können sogar noch höhere Geschwindigkeiten erreichen und erweitern damit die Grenzen des mit dieser Technologie Möglichen.

SLS - Industriell robuster Druck

Beim selektiven Lasersintern (SLS) verschmelzen Hochleistungslaser winzige Polymerpulverpartikel Schicht für Schicht zu festen Formen. Dieses Verfahren ist in der Industrie und Fertigung sehr beliebt.

Druckgeschwindigkeiten: Bis ca. 30 mm/h

Der SLS-Druck ist tendenziell langsamer und erreicht im Allgemeinen maximal etwa 30 mm/h, da jede Pulverschicht eine Weile braucht, um vollständig zu verschmelzen.

DLP – Schneller Harzdruck

Ähnlich wie SLA, digitale Lichtverarbeitung (DLP) verwendet Licht zum Aushärten von Harz. Doch statt mit einem Laser zu zeichnen, wird ein Projektor verwendet, um ein ganzes Schichtmuster auf einmal schnell durch eine Maske zu projizieren.

Druckgeschwindigkeiten: 100–1000+ mm/h, whoah!

Dank der Fähigkeit, ganze Schichten gleichzeitig auszuhärten, gehört DLP zu den absolut schnellsten Harzdrucktechnologien für Verbraucher auf dem Markt.

Natürlich sind Faktoren wie Detailgenauigkeit, Materialeigenschaften und mittlere Geschwindigkeit nicht die einzigen Überlegungen bei der Auswahl einer 3D-Druckmethode.

Einfluss der Materialien auf die 3D-Druckdauer

Da die 3D-Drucktechnologie selbst eine große Rolle für die Geschwindigkeit spielt, sind auch Materialinnovationen von entscheidender Bedeutung, um eine wirklich schnelle Produktion zu ermöglichen.

Need for Speed-Harze

Bei Druckverfahren mit Küpenpolymerisation wie SLA und DLP ist die Harzviskosität (Dicke) ein wichtiger Faktor. Hochviskose Harze verkleben die Werke und verhindern schnelles Drucken.

Um diese Herausforderung zu meistern, haben innovative Unternehmen neue Hybridharze entwickelt, die die perfekte Balance finden – niedrige Viskosität für schnelles Drucken und gleichzeitig Hochleistungseigenschaften wie Festigkeit und Hitzebeständigkeit.

Darüber hinaus wird Spitzenforschung betrieben, um Harze mit ultraniedriger Viskosität zu entwickeln, die speziell darauf ausgelegt sind, die Geschwindigkeit des 3D-Drucks auf ein noch nie dagewesenes Niveau zu steigern und so rasend schnelle Produktionszeiten zu ermöglichen.

Beschleunigerpulver

Auf der Pulverseite treiben neue Materialien Technologien voran wie Mehrstrahlfusion (MJF) und SLS in einen Bereich mit geradezu absurder Geschwindigkeit für die industrielle additive Fertigung.

Diese neuen Pulverbettfusionsmaterialien können mit atemberaubender Geschwindigkeit gedruckt werden und ermöglichen dennoch die Herstellung langlebiger, hochauflösender Teile für anspruchsvolle Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizintechnik.

Kunststoffe für Plug and Play

Gutes altes Kunststofffilament ist immer noch ein Arbeitspferd für Desktop-FDM/FFF-Drucker. Und auch hier zielen innovative neue Filamentzusammensetzungen darauf ab, schnellere Druckgeschwindigkeiten zu erreichen.

Von Thermoplasten mit extrem niedriger Temperatur, die weniger Aufheiz-/Abkühlzeit benötigen, bis hin zu Spezialverbundstoffen, die Drucke für höhere Geschwindigkeiten verstärken, ohne an Festigkeit einzubüßen.

Obwohl es oft unterschätzt wird, ist das richtige Material für die Ausschöpfung des wahren Geschwindigkeitspotenzials jeder 3D-Drucktechnologie absolut entscheidend.

Wie Software- und Hardware-Upgrades den 3D-Druck beschleunigen

Intelligenteres Schneiden für schnelles Drucken

Bevor ein 3D-Modell gedruckt werden kann, muss es einen Prozess namens „Slicing“ durchlaufen, bei dem spezielle Software die 3D-Datei für den Drucker vorbereitet. Slicing-Algorithmen haben einen großen Einfluss auf die Gesamtdruckzeit.

• Effizientes Reisen - Fortschrittliche Slicer wie Cura und ideaMaker analysieren Modelle, um die Bewegungsabläufe des Druckers zu optimieren und redundante Bewegungen zu vermeiden, die Zeit verschwenden.
• Adaptive Schichtung- Durch dynamisches Variieren der Schichthöhen und -eigenschaften innerhalb eines einzelnen Drucks können Slicer die Qualität maximieren und gleichzeitig, wenn möglich, Höchstgeschwindigkeiten erreichen.
• Schnelle Berechnungen- Dank leistungsstärkerer Verarbeitung können Slicing-Berechnungen auch für hochkomplexe Modelle schnell abgeschlossen werden.

Hardware-Bedarf an Geschwindigkeit

So wie die neuesten Computer- und Smartphone-Prozessoren dafür sorgen, dass alles reibungsloser und schneller läuft, sorgen auch verbesserte Hardwarekomponenten von 3D-Druckern für eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung.

• Leistungsstarke Steuerplatinen- Die Hauptsteuerplatine eines Druckers fungiert als sein Gehirn. Schnellere Prozessoren ermöglichen schnellere Berechnungen und reibungslosere Druckerbewegungen.
• Corexy-Kinematik- 3D-Drucker wie der Q1 Pro können mit CoreXY im Vergleich zu herkömmlichen kartesischen Setups höhere Fahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen erreichen.
• Verbesserte Stepper- Durch die Verwendung leistungsstärkerer Schrittmotoren oder Linearschienen können Drucker schnell starten, stoppen und die Richtung ändern, ohne Schritte zu verpassen.
• Heizleistung- Heiße Enden und beheizte Betten, die für schnellere Heiz- und Kühlzyklen optimiert sind, bedeuten weniger Wartezeit.
• Kabelloses Drucken- Einige neuere Drucker bieten drahtlose Konnektivität oder integrierte Bedienelemente, wodurch potenzielle Geschwindigkeitsengpässe durch langsame Datenübertragung über Kabel beseitigt werden.

Während Fortschritte in 3D-Druckmaterialien und Kerntechnologien im Rampenlicht stehen, sind die Hardwarekomponenten und Softwarealgorithmen, die alle wichtigen Bewegungen und Prozesse handhaben, ebenfalls entscheidend für das Erreichen rasend schneller Druckzeiten. Selbst inkrementelle Optimierungen in diesen Bereichen können zu erheblichen Geschwindigkeitsvorteilen führen.

Können Sie Geschwindigkeit erreichen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen??

Beim 3D-Druck muss man normalerweise zwischen reiner Geschwindigkeit und Gesamtqualität abwägen. Wenn Sie die Druckgeschwindigkeit zu hoch treiben, werden Sie wahrscheinlich Probleme wie Detailverlust, raue Oberflächen und sogar Druckfehler.

Das heißt aber nicht, dass Sie sich für das eine oder das andere entscheiden müssen. Hier finden Sie Strategien, um Geschwindigkeit und Qualität sorgfältig auszubalancieren.

Den Sweet Spot finden

Mithilfe von Simulationssoftware und Daten aus früheren Drucken können Experten genau analysieren, wo sie die Geschwindigkeit eines Modells erhöhen können, ohne die erforderlichen Qualitätsanforderungen zu beeinträchtigen. Auf diese Weise können sie die Einstellungen für den Sweet Spot, den Sie für die erforderliche Geschwindigkeit benötigen, perfekt optimieren.

Priorisierung des Wesentlichen

Bei einem Produktionslauf werden die Qualitätsprioritäten für jedes Bauteil festgelegt. Sie verwenden möglicherweise rasend hohe Geschwindigkeiten für die Innenstrukturen, die nicht perfekt aussehen müssen, während sie für alle Außenflächen und Details moderate Einstellungen beibehalten.

Intelligentere Validierung

Mit der Erfahrung lernen Hersteller, wie sie die Druckqualität effizient überprüfen können, anstatt jeden Quadratzentimeter zu analysieren. Techniken wie das automatische Scannen von Oberflächen und gezielte Tests helfen dabei, sicherzustellen, dass auch bei Höchstgeschwindigkeit alles gut aussieht.

Es gibt keine einheitliche Einstellung, um Geschwindigkeit und Qualität für jeden 3D-Druck in Einklang zu bringen. Aber mit den richtigen Werkzeugen und hart erarbeitetem Know-how können Hersteller das wahre Geschwindigkeitspotenzial von Additive Fertigung ohne Kompromisse bei der Qualität wo es am wichtigsten ist.

Holen Sie sich 3D-Druckgeschwindigkeit ohne Qualitätseinbußen!

Dank der Fortschritte bei Materialien, Software und Hardware können Drucker heute beispiellose Geschwindigkeiten erreichen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Indem Sie die neuesten Technologien und Expertenwissen zu optimierten Prozessen nutzen, können Sie sicherstellen, dass Ihre 3D-Drucke nicht nur schnell sind, sondern auch den höchsten Ansprüchen an Detailgenauigkeit und Haltbarkeit entsprechen. Bleiben Sie immer einen Schritt voraus, indem Sie kontinuierlich neue Techniken zur Geschwindigkeitssteigerung erforschen!

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