سرعت و شتاب در پرینتر های سه بعدی

تنظیم صحیح پارامترهای سرعت و شتاب بسیار مهم است. حداکثر سرعت چاپ به میزان حداکثر سرعت جریان حجمی که هاتند می تواند ارائه دهد محدود می شود، در حالی که محدودیت دقیقی برای سرعت حرکت هد وجود ندارد، اما سرعت ها و شتاب های بالاتر باعث کاهش کیفیت چاپ می شوند.

پارامترهای سرعت و شتاب

حرکات مستقیم روی محورها شامل سه مرحله است:

1. شتاب از تغییر جهت سرعت به حداکثر سرعت.

2. سفر با حداکثر سرعت ثابت

3. کاهش سرعت تا تغییر جهت سرعت.

به همین دلیل است که سه پارامتر وجود دارد که سرعت و شتاب حرکت یک پرینتر سه بعدی FFF را برای هر یک از 4 محور (X، Y، Z، E) تعیین می کند. این پارامترها حداکثر سرعت، شتاب و سرعت تغییر جهت (جرک) هستند.

حداکثر سرعت: حداکثر سرعتی که spindle می تواند در هر محور حرکت کند. معمولاً در rolling mill پیکربندی می شود و می تواند برای هر عنصر قطعه متفاوت باشد.

سرعت تغییر جهت: معمولاً مستقیماً در سیستم عامل پیکربندی می شود و معمولاً برای هر محور ثابت است. حداکثر سرعت مجاز قبل از تغییر جهت است.

شتاب: منظور مقدار شتابی است که برای حرکت از تغییر جهت سرعت به حداکثر سرعت و بالعکس اعمال می شود. معمولاً در سیستم عامل پیکربندی می شود و معمولاً برای هر محور ثابت است.

اگرچه به طور کلی سرعت چاپ بر کیفیت قطعه تأثیر می گذارد، پارامترهایی که بیشترین تأثیر را در این زمینه دارند، شتاب و تغییر جهت سرعت است، زیرا کاهش سرعت بالا و سرعت تغییر جهت، انرژی هد را با سرعت بیشتری به ساختار پرینتر منتقل می کند. ، منجر به ارتعاشات و از دست دادن احتمالی گام به موتورها می شود.

این بدان معنا نیست که سرعت چاپ به خودی خود تأثیری ندارد. هر چه سرعت بیشتر باشد، تکانه خطی هد چاپ بیشتر می شود و بنابراین انرژی بیشتری در کاهش سرعت و تغییر جهت تلف می شود، بنابراین سرعت چاپ بالا نیز بر کیفیت چاپ تاثیر می گذارد.

پیکربندی سرعت

به طور کلی سازندگان معمولاً تنظیمات صحیح شتاب و سرعت تعویض دنده را در نرم افزار تجهیزات خود قرار می دهند، بنابراین تغییر این تنظیمات توصیه نمی شود. رایج ترین تنظیم بر اساس تنظیم سرعت چاپ در نرم افزار  lamination(اسلایسر) است.

امروزه اکثر نرم افزارهای laminating به شما امکان می دهند مقدار سرعت را برای عناصر مختلف قطعه تغییر دهید. این یک مزیت مهم در زمان بهینه سازی زمان چاپ است، زیرا همه قسمت های قطعه به کیفیت چاپ یکسانی نیاز ندارند. رایج ترین عناصری که می توان بر اساس آنها سرعت چاپ را تغییر داد عبارتند از:

محیط ها: عیوب بزرگ در محیط های داخلی می تواند بر روی سطح قطعه منعکس شود. به همین دلیل است که مقادیر متوسطی نسبت به مقادیر مورد استفاده برای محیط های خارجی و پر کردن اغلب استفاده می شود.

محیط بیرونی: همراه با اولین و آخرین لایه، قسمت قابل مشاهده قطعه است. توصیه می شود از سرعت های متوسط ​​یا پایین برای اطمینان از پرداخت خوب استفاده کنید. به طور کلی سرعت چاپ معمولا بین 25-50 درصد کاهش می یابد.

filling (محیط داخلی قطعه): معمولاً از حداکثر سرعت استفاده می شود، زیرا عیوب یا ارتعاشاتی که در این قسمت ایجاد می شود معمولاً در قسمت بیرونی قطعه قابل مشاهده نیست. هنگام استفاده از سرعت های پر شدن بسیار بالا، توصیه می شود از مقادیر همپوشانی پر در محیط های پایین (10٪ – 15٪) استفاده کنید.

Solid fill: مانند filling، معمولاً از حداکثر سرعت استفاده می شود زیرا عیوب معمولاً بر کیفیت قطعه تأثیر نمی گذارد.

لایه اول: برای اطمینان از چسبندگی خوب به زیرلایه معمولاً از سرعت های بسیار پایین برای لایه اول استفاده می شود. رایج ترین آنها این است که از 20 میلی متر بر ثانیه تجاوز نکنید.

لایه آخر: مانند محیط های بیرونی، برای اطمینان از کیفیت خوب، استفاده از سرعت هایی با کاهش بین 25 تا 50 درصد رایج است.

ساپورت: سرعت تا حد زیادی به این بستگی دارد که از مواد محلول استفاده می شود یا اینکه تکیه گاه ها از همان ماده ای ساخته شده اند که قطعه کار ساخته شده است. به طور کلی برای زیرلایه ها از سرعت های کمی کمتر استفاده می شود، زیرا به دلیل چگالی کم در معرض خطر خرابی قرار دارند. مواد محلول معمولاً به دلیل چسبندگی کم نیاز به سرعت کمتری دارند.

پل ها: به منظور بهبود کیفیت کنسول روی پل ها، معمولاً سرعت های بالا انتخاب می شود. مقادیر 110% یا 120% رایج هستند.

جدول زیر مقادیر ایمن را برای پرینترهایی با سر چاپ سبک و سنگین نشان می دهد.

بسته به میزان ثبات و محکم بود سازه پرینتر سه بعدی سرعت بهتری را میتوان به کار گرفت.

محدودیت ها بسته به اندازه و هندسه قطعه

ممکن است استفاده از سرعت کامل در برخی از قطعات امکان پذیر نباشد. این به این دلیل است که در سفرهای کوتاه ممکن است لازم باشد قبل از رسیدن به حداکثر سرعت شروع به کاهش سرعت کنید. این عمدتاً در پیکربندی‌هایی با مقادیر شتاب بسیار کم و قطعات کوچک با هندسه‌های پیچیده رخ می‌دهد. به طور کلی، در این موارد، فاصله قابل توجهی بین زمان چاپ تخمین زده شده توسط نرم افزار لمینیت و چاپ واقعی وجود دارد.

مشکلات ناشی از تنظیمات نادرست سرعت یا شتاب

به طور کلی، سرعت پایین معمولاً منجر به مشکلاتی به جز زمان چاپ طولانی تر نمی شود. تنها زمانی که سرعت‌ها بسیار کم باشند (5-10 میلی‌متر بر ثانیه) می‌توانند به مشکلات اکستروژن ناسازگار به دلیل سرعت پایین موتور اکسترودر منجر شوند که قادر به ارائه جریان ثابت نیست. این مشکل در اکسترودرهای دارای گیربکس رخ نخواهد داد.

با این حال، سرعت بالا یکی از دلایل مکرر مشکلات است:

ارتعاشات:

یکی از رایج ترین مشکلات، وقوع ارتعاشات است. این ارتعاشات معمولاً در الگوهای موجی روی سطح قطعه، عموماً در اطراف لبه ها منعکس می شوند.

ضعف در حرکت موتور:

ترکیبی از سرعت های بالا، همراه با موتورهایی که با جریان کم تغذیه می شوند، می توانند باعث افت پله شوند که در خطاهای ابعادی یا جابجایی لایه ها منعکس می شود.

جدا شدن قطعه از پایه:

سرعت بالا نیز یکی از دلایل مکرر جدا شدن قطعه یا نگهدارنده ها از پایه است. این می تواند به دلیل لرزش، اصطکاک نازل روی قطعه کار یا ترکیبی از هر دو باشد.

پر کردن و چسباندن محیطی و بسته شدن محیطی:

سرعت بالای چاپ یا تغییر جهت می تواند باعث ایجاد پیوند ضعیف بین پرکننده و محیط شود یا به دلیل چسبندگی ضعیف قسمت های انتهایی خط، از بسته شدن مناسب محیط جلوگیری کند. این پدیده بیشتر در لایه اول رخ می دهد.