Avete iniziato a stampare in 3D ma vi rendete conto che le stampe richiedono molto più tempo di quanto vi aspettavate. Questo è un aspetto che molti pensano e quindi cercano un modo per velocizzare la propria stampante 3D senza sacrificare la qualità della stampa.

Ho esaminato vari metodi per raggiungere questo obiettivo, che spiegherò in questo post.

Come si accelera la stampante 3D senza perdere qualità? È possibile accelerare i tempi di stampa 3D senza perdere qualità regolando con attenzione e gradualmente le impostazioni dello slicer. Le impostazioni migliori da regolare per ottenere questo risultato sono il modello di infill, la densità di infill, lo spessore delle pareti, la velocità di stampa e la possibilità di stampare più oggetti in una sola stampa.

È abbastanza semplice, ma molte persone non conoscono queste tecniche finché non acquisiscono maggiore esperienza nel mondo della stampa 3D.

Vi illustrerò come i professionisti della stampa 3D riescono a ottenere tempi di stampa ottimali senza sacrificare la qualità, quindi continuate a leggere per scoprirlo.

Suggerimento: se volete una stampante 3D con una velocità elevata, vi consiglio la Creality Ender 3 V2 (Amazon). È un'ottima scelta che ha una velocità di stampa massima di 200 mm/s ed è amata da molti utenti. Potete trovarla anche a un prezzo più basso da BangGood, ma di solito con una consegna leggermente più lunga!

8 modi per aumentare la velocità di stampa senza perdere qualità

Nella maggior parte dei casi, per ridurre i tempi di stampa è necessario aumentare la velocità di avanzamento (velocità di estrusione del materiale) o diminuire del tutto la quantità di estrusione.

Altri fattori entrano in gioco, quindi li spiegherò in dettaglio.

1. Aumentare la velocità di stampa in Impostazioni affettatrice

Onestamente, la velocità di stampa non ha l'effetto più significativo sui tempi di stampa, ma in generale è utile. Le impostazioni della velocità nello slicer sono più utili a seconda delle dimensioni della stampa, dove gli oggetti più grandi hanno relativamente più vantaggi nel ridurre i tempi di stampa.

L'aspetto positivo è la possibilità di bilanciare la velocità e la qualità delle stampe: si può aumentare gradualmente la velocità di stampa e vedere se ha effettivamente un effetto sulla qualità della stampa, spesso si ha un certo margine per aumentarla.

Sono disponibili diverse impostazioni di velocità per parti specifiche dell'oggetto, come i perimetri, il materiale di riempimento e il materiale di supporto; è quindi opportuno regolare queste impostazioni per massimizzare le capacità della stampante.

L'articolo Speed Vs Quality che ho scritto analizza in modo molto dettagliato il compromesso tra questi due fattori, quindi non esitate a consultarlo.

Di solito si ha un'alta velocità di riempimento, una velocità media del perimetro e dei materiali di supporto, quindi una bassa velocità del perimetro piccolo/esterno e dei ponti/spazi.

La stampante 3D di solito ha delle linee guida sulla velocità che può raggiungere, ma è possibile adottare misure aggiuntive per renderla più veloce.

Questo video di Maker's Muse illustra in modo dettagliato le diverse impostazioni che sono molto utili. Ha un suo modello di impostazioni che implementa e che potete seguire per vedere se funziona bene per voi.

Un buon passo per aumentare la velocità della stampante consiste nel ridurne l'oscillazione rendendola più robusta, ad esempio stringendo viti, aste e cinghie o utilizzando parti che non pesano molto, in modo da ridurre i momenti di inerzia e la risonanza delle vibrazioni.

Queste vibrazioni riducono la qualità delle stampe.

Il mio post su Stampa 3D & Problemi di qualità Ghosting/Rippling approfondisce questo aspetto.

Tutto dipende dall'efficienza di movimento che la stampante può gestire senza sacrificare la qualità, soprattutto in presenza di angoli acuti e sporgenze. A seconda del design del vostro prodotto, avrete più spazio per aumentare la velocità di stampa 3D senza problemi.

Un'altra impostazione che può funzionare molto bene è l'aumento della velocità della parete interna in modo che corrisponda alla velocità di stampa complessiva, invece di dimezzare il valore predefinito di Cura. In questo modo è possibile ridurre notevolmente i tempi di stampa e ottenere comunque una qualità straordinaria.

2. Impostazioni di accelerazione e scatto

Le impostazioni del jerk sono essenzialmente la velocità con cui la testina di stampa può spostarsi da una posizione ferma. Si desidera che la testina di stampa si sposti in modo fluido piuttosto che troppo veloce. È anche la velocità a cui la stampante salta immediatamente prima di prendere in considerazione l'accelerazione.

Le impostazioni di accelerazione indicano la velocità con cui la testina di stampa raggiunge la massima velocità, quindi un'accelerazione bassa significa che la stampante non raggiungerà la massima velocità con le stampe più piccole.

Ho scritto un post molto apprezzato su Come ottenere l'impostazione perfetta di Jerk & Acceleration, che approfondisce in modo esauriente la questione per migliorare la qualità e l'esperienza di stampa.

Un valore di jerk più elevato ridurrà il tempo di stampa, ma ha altre implicazioni, come ad esempio un maggiore stress meccanico per la stampante e una possibile riduzione della qualità di stampa se troppo elevato a causa delle vibrazioni. È possibile trovare un buon equilibrio per non compromettere la qualità.

Si tratta di determinare le impostazioni ottimali e lo si può fare stabilendo un valore di accelerazione/jerk che si sa essere troppo alto (H) e troppo basso (L), quindi elaborando il valore intermedio (M) tra i due.

Provate a stampare con questo valore medio di velocità e se trovate che M è troppo alto, usate M come nuovo valore H, o se è troppo basso, usate M come nuovo valore L e trovate il nuovo valore intermedio. Ripetete l'operazione per trovare l'impostazione ottimale per ciascuno.

I valori di accelerazione non rimarranno sempre uguali, poiché sono molti i fattori che possono influenzarli nel tempo, quindi si tratta più di un intervallo che di un numero perfetto.

Verificate le impostazioni del jerk stampando il cubo di prova delle vibrazioni e verificando se le vibrazioni sono visibili su ciascun asse ispezionando gli angoli, i bordi e le lettere del cubo.

Se ci sono vibrazioni sull'asse Y, saranno visibili sul lato X del cubo, mentre le vibrazioni sull'asse X saranno visibili sul lato Y del cubo.

Il calcolatore di accelerazione della velocità massima (scorrere fino in fondo) indica quando la stampante raggiungerà la velocità desiderata e per quanto tempo su un asse.

La linea gialla curva rappresenta la traiettoria dell'estremità dell'effettore consentita dall'inerzia, mentre la linea blu è la velocità a cui tenta di scuotersi. Se si necessita di velocità inferiori alla velocità di scossa, si perde in precisione.

Questo post su AK Eric ha eseguito i test e ha scoperto che, confrontando i valori di jerk bassi (10) con quelli alti (40), una velocità di 60 mm/sec non ha fatto alcuna differenza nei tempi di stampa, ma il valore più basso aveva una qualità migliore. Ma a una velocità di 120 mm/sec, la differenza tra i due valori di jerk ha comportato una riduzione del 25% dei tempi di stampa, ma al costo della qualità.

3. Schema di riempimento

Per quanto riguarda le impostazioni dell'intaso, è possibile scegliere tra molti modelli di intaso che hanno i loro punti di forza e di debolezza.

È possibile scegliere un modello di intaso che si stampa più velocemente di altri, risparmiando così molto tempo per aumentare la velocità di stampa.

Il modello di riempimento migliore per la velocità è quello a "linee" (detto anche rettilineo) per la sua semplicità e il numero ridotto di movimenti rispetto ad altri modelli. Questo modello può far risparmiare fino al 25% del tempo di stampa, a seconda del modello.

Per alcuni dettagli interessanti sui modelli interni delle vostre stampe 3D, consultate il mio articolo sui migliori modelli di riempimento per la stampa 3D.

Di solito si deve fare uno scambio tra resistenza e velocità, quindi anche se esistono modelli più resistenti, la loro stampa sarà più lunga di quella del modello foderato.

Anche in questo caso, è meglio cercare di trovare un equilibrio tra la forza desiderata delle stampe e la velocità di stampa. Un modello di riempimento ben bilanciato potrebbe essere quello a griglia o a triangoli, che hanno entrambi un buon mix di forza e non richiedono troppo tempo per la stampa.

Il motivo di riempimento che ha come punto di forza principale il motivo a nido d'ape, che è piuttosto dettagliato e richiede alla testina di stampa molti più movimenti e giri rispetto alla maggior parte degli altri motivi.

Un'ottima combinazione per aggiungere forza alle vostre parti è quella di aumentare la larghezza di estrusione all'interno del vostro slicer, quindi aggiungere perimetri o pareti ai vostri modelli.

È stato testato in molti modi, ma l'aumento del numero di pareti o dello spessore delle pareti ha un impatto più significativo rispetto all'aumento della densità di riempimento.

Un altro consiglio è quello di utilizzare il modello di intaso Gyroid, un intaso 3D progettato per garantire una grande resistenza in tutte le direzioni, senza bisogno di un'elevata densità di intaso.

I vantaggi del modello Gyroid non sono solo la sua resistenza, ma anche la velocità relativamente rapida e il supporto dello strato superiore, per ridurre le superfici superiori difettose.

4. Densità di riempimento

Come molti sanno, una densità di riempimento dello 0% significa che l'interno della stampa sarà vuoto, mentre una densità del 100% significa che l'interno sarà solido.

Ora, avere una stampa cava significa sicuramente ridurre i tempi di stampa, perché la stampante deve compiere molti meno movimenti per completare la stampa.

Il modo in cui si può risparmiare tempo è trovare un buon equilibrio tra la densità di riempimento e le esigenze della stampa.

Se si tratta di una stampa funzionale che, ad esempio, deve sostenere un televisore a parete, non è il caso di sacrificare la densità e la resistenza dell'intaso per risparmiare tempo di stampa.

Tuttavia, se si tratta di una stampa decorativa che serve solo per l'estetica, un'elevata densità di riempimento non è così necessaria. Sta a voi valutare quanta densità di riempimento utilizzare per le vostre stampe, ma questa è un'impostazione che può ridurre in qualche modo il tempo di stampa.

Ho scritto un articolo su Quanta densità di riempimento è necessaria, che consiglio di leggere per maggiori informazioni.

Secondo i test condotti da molti, la densità di riempimento più economica e bilanciata con una buona resistenza dovrebbe essere compresa tra il 20% e il 35%. Alcuni modelli possono dare una resistenza sorprendente anche con una bassa densità di riempimento.

Anche il 10% con un modello di riempimento cubico funziona abbastanza bene.

Quando si superano questi valori, il compromesso tra materiale utilizzato, tempo impiegato e aumento della resistenza diminuisce più rapidamente, quindi di solito è meglio attenersi a questi materiali di riempimento, a seconda dello scopo.

Un'altra cosa da sapere è che quando si passa alle fasce più alte di densità di riempimento, come l'80%-100%, non si ottiene molto in cambio della quantità di materiale utilizzato.

Quindi, nella maggior parte dei casi, è meglio evitare di arrivare a densità di riempimento così elevate, a meno che non si abbia uno scopo per un oggetto che abbia senso.

Passi di riempimento graduale

Alla voce infill esiste un'altra impostazione che può essere utilizzata per accelerare le stampe 3D, chiamata Gradual Infill Steps in Cura, che in pratica modifica il livello di infill, dimezzandolo ogni volta per il valore immesso.

Riduce la quantità di infill utilizzata nella parte inferiore delle stampe 3D, poiché di solito non è essenziale per la creazione del modello, e la aumenta verso la parte superiore del modello, dove è più necessaria.

Supporto al riempimento

Un'altra grande impostazione che può accelerare le stampe 3D e farvi risparmiare molto tempo è l'attivazione dell'impostazione Infill Support, che tratta l'infill come un supporto, ovvero stampa l'infill solo dove è necessario, in modo simile a come vengono realizzati i supporti.

A seconda del tipo di modello, può funzionare con successo e far risparmiare molto tempo, ma per i modelli più complessi con molta geometria, potrebbe causare dei malfunzionamenti, quindi tenetelo presente.

Il video qui sotto fornisce un'ottima spiegazione dei passaggi di riempimento graduale e del supporto di riempimento. È riuscito a ridurre una stampa 3D di 11 ore a circa 3 ore e 30 minuti, il che è davvero impressionante!

5. Spessore della parete/gusci

Esiste una relazione tra lo spessore della parete e la densità di riempimento che è necessario conoscere prima di modificare queste impostazioni.

Un buon rapporto tra queste due impostazioni garantisce che il modello 3D non perda le sue capacità strutturali e che la stampa abbia successo.

Si tratta di un'esperienza graduale di tentativi ed errori in cui è possibile annotare i rapporti che danno luogo a una stampa non riuscita e l'equilibrio perfetto tra un'ottima qualità di stampa e tempi di stampa ridotti.

Se le impostazioni sono caratterizzate da una bassa densità di riempimento e da un basso spessore delle pareti, è più probabile che le stampe si guastino a causa della scarsa resistenza, per cui è consigliabile regolare queste impostazioni solo se si creano prodotti in cui la resistenza non è necessaria, come prototipi e modelli da esposizione.

Diminuendo il numero di gusci/perimetri delle stampe nelle impostazioni si accelerano sicuramente i tempi di stampa. È consigliabile giocare con queste impostazioni per trovare i numeri che consentono di ottenere una buona resistenza, pur mantenendola il più bassa possibile.

Un numero di linee di parete pari a 3 e uno spessore di parete doppio rispetto al diametro dell'ugello (di solito 0,8 mm) dovrebbero andare benissimo per la maggior parte delle stampe 3D.

A volte possono verificarsi problemi con le pareti e i gusci, quindi ho scritto un post su Come risolvere le lacune tra le pareti e il riempimento per trovare alcuni metodi di risoluzione dei problemi.

6. Impostazioni dell'altezza dinamica dei livelli/dei livelli adattivi

L'altezza dei livelli può essere regolata automaticamente in base all'angolazione del livello. Si tratta dei cosiddetti livelli adattivi o altezza dinamica dei livelli, un'ottima funzione che si trova in Cura e che può accelerare e far risparmiare una discreta quantità di tempo di stampa rispetto al metodo di stratificazione tradizionale.

Il suo funzionamento consiste nel determinare quali aree presentano curve e variazioni significative e stampare strati più sottili o più spessi a seconda dell'area. Le superfici curve verranno stampate con strati più sottili in modo da avere comunque un aspetto liscio.

Nel video qui sotto, Ultimaker ha realizzato un video su Cura che dimostra l'eccellente capacità di questa impostazione di far risparmiare tempo di stampa.

Hanno stampato un pezzo di scacchi con e senza l'impostazione Adaptive Layers e hanno registrato il tempo. Con le impostazioni normali, la stampa ha richiesto 2 ore e 13 minuti, mentre con l'impostazione attivata ha richiesto solo 1 ora e 33 minuti, con una riduzione del 30%!

7. Stampa di più oggetti in una sola stampa

Un altro metodo per accelerare i tempi di stampa consiste nell'utilizzare tutto lo spazio sul piano di stampa anziché eseguire una stampa alla volta.

Un buon modo per ottenere questo risultato è quello di utilizzare la funzione di centratura e disposizione dell'affettatrice, che può fare una notevole differenza in termini di velocità di stampa ed evitare di dover resettare e riscaldare la stampante, il che richiede tempo prezioso.

Non sarà possibile farlo con stampe che utilizzano più della metà dello spazio di stampa, ma se si stampano stampe piccole si dovrebbe essere in grado di copiare e incollare il disegno più volte sul piano di stampa.

A seconda del design delle stampe, si può giocare con l'orientamento in modo da utilizzare lo spazio di stampa in modo ottimale, sfruttando l'altezza del piano di stampa e così via.

Per quanto riguarda le stampanti più piccole, questo metodo non sarà in grado di funzionare come le stampanti più grandi, ma dovrebbe comunque essere più efficiente nel complesso.

8. Rimozione o riduzione dei supporti

Il risparmio di tempo di stampa è abbastanza evidente: più materiale di supporto viene estruso dalla stampante, più lunghe saranno le stampe, quindi è una buona pratica stampare oggetti che non richiedono alcun supporto.

Ci sono diverse tecniche che si possono adottare per progettare oggetti che non necessitano di supporto, o che ne eliminano la maggior parte.

Molti progetti creati dalle persone sono realizzati appositamente per non richiedere supporti. È un modo molto efficiente di stampare in 3D e di solito non sacrifica la qualità o la resistenza.

L'utilizzo dell'orientamento migliore per i modelli può contribuire a ridurre in modo significativo i supporti, soprattutto se si tiene conto degli angoli di sporgenza di 45°. Un ottimo metodo è quello di regolare l'orientamento, quindi utilizzare supporti personalizzati per sostenere il modello dove è necessario.

Potete consultare il mio articolo sull'orientamento ottimale delle parti per la stampa 3D.

Con un'ottima calibrazione, è possibile stampare in 3D sporgenze ben oltre i 45°, alcune addirittura fino a 70°, quindi cercate di regolare al meglio le impostazioni di temperatura e velocità.

In relazione alla stampa di più oggetti in un unico pezzo, alcuni notano un aumento della velocità di stampa 3D dividendo i modelli e stampandoli sulla stessa stampa.

In molti casi, se si divide il modello nel punto giusto e lo si orienta in modo corretto, si può eliminare la necessità di supporti. In seguito si dovranno incollare i pezzi, il che aumenta i tempi di post-elaborazione.

Un'altra impostazione che è stata portata alla luce è quella dello spessore del layer di infill in Cura. Quando si pensa alle stampe 3D, in realtà non si vede l'infill, giusto? Questo significa che non è importante per le impostazioni di qualità, quindi se usiamo layer più spessi, possiamo stampare più velocemente.

Funziona stampando i normali strati di riempimento per alcuni strati e non stampando il riempimento per altri strati.

Lo spessore del livello di riempimento deve essere impostato come multiplo dell'altezza del livello, quindi se l'altezza del livello è di 0,12 mm, scegliere 0,24 mm o 0,36 mm, ma in caso contrario verrà arrotondato al multiplo più vicino.

Per una spiegazione completa, guardate il video qui sotto.

Aumento della velocità di stampa con una riduzione della qualità

1. Utilizzare un ugello più grande

L'utilizzo di un ugello più grande è un modo semplice per stampare gli oggetti più velocemente, ma si noterà una riduzione della qualità sotto forma di linee visibili e superfici più ruvide.

Quando si stampa con un ugello da 0,2 mm, si posizionano strati sottili ogni volta che si passa sulla superficie di stampa, quindi per ottenere un'altezza di 1 mm occorrono 5 movimenti di estrusione sull'area.

Se non siete sicuri di quanto spesso cambiare gli ugelli, date un'occhiata al mio articolo Quando & Quanto spesso cambiare l'ugello della stampante 3D? Molti hanno trovato questo articolo utile per risolvere la questione.

Rispetto a un ugello da 0,5 mm, ce ne vorrebbero solo 2. Si capisce quindi come la dimensione dell'ugello influisca notevolmente sui tempi di stampa.

Le dimensioni dell'ugello e l'altezza dello strato hanno una relazione: le linee guida generali prevedono un'altezza dello strato pari al massimo al 75% del diametro dell'ugello.

Quindi, con un ugello da 0,4 mm, l'altezza dello strato è di 0,3 mm.

Aumentare la velocità di stampa e ridurre la qualità non deve essere necessariamente un aspetto negativo.

A seconda del modello e delle esigenze di progettazione, è possibile scegliere ugelli di dimensioni diverse a proprio vantaggio.

Una stampa con strati sottili ha più probabilità di avere un effetto negativo sulla solidità dell'oggetto finale, quindi quando si desidera la solidità, si può scegliere un ugello più grande e aumentare l'altezza dello strato per ottenere una base più resistente.

Se avete bisogno di un set di ugelli per il vostro viaggio nella stampa 3D, vi consiglio il kit di ugelli per stampanti 3D TUPARKA (70 pezzi), che comprende ben 60 ugelli MK8, adatti alle vostre Ender 3, CR-10, MakerBot, Tevo Tornado, Prusa i3 e così via, oltre a 10 aghi per la pulizia degli ugelli.

Questo kit di ugelli, dal prezzo competitivo, comprende:

• 4x ugelli da 0,2 mm
• 4x ugelli da 0,3 mm
• 36x ugelli da 0,4 mm
• 4x ugelli da 0,5 mm
• 4x ugelli da 0,6 mm
• 4x ugelli da 0,8 mm
• 4x ugelli da 1 mm
• 10 aghi per la pulizia

2. Aumentare l'altezza dello strato

Nella stampa 3D la risoluzione o la qualità degli oggetti stampati è solitamente determinata dall'altezza dei livelli impostata: minore è l'altezza dei livelli, maggiore sarà la definizione o la qualità delle stampe, ma ciò comporta un tempo di stampa più lungo.

Ad esempio, se si stampa con un'altezza di strato di 0,2 mm per un oggetto e poi si stampa lo stesso oggetto con un'altezza di strato di 0,1 mm, si raddoppia il tempo di stampa.

I prototipi e le stampe funzionali che non vengono viste molto spesso di solito non hanno bisogno di una qualità elevata, quindi l'uso di un'altezza di strato maggiore ha senso.

Se si vuole stampare un oggetto da esporre, si desidera che sia esteticamente gradevole, liscio e di grande qualità, quindi è meglio stampare con altezze di strato più fini.

È possibile spostarsi con sicurezza fino a circa il 75%-80% del diametro dell'ugello e stampare con successo i modelli senza perdere troppa qualità.

3. Aumentare la larghezza di estrusione

BV3D: Bryan Vines è recentemente riuscito a risparmiare 5 ore su una stampa 3D di 19 ore utilizzando una larghezza di estrusione maggiore. Guardate il video qui sotto per vedere come funziona.

Si può risparmiare molto tempo, ma ci sarà una riduzione della qualità di stampa, anche se non troppo significativa in alcuni casi. Ha cambiato le impostazioni della larghezza di estrusione da 0,4 mm a 0,65 mm, con un ugello da 0,4 mm. Questo può essere fatto in Cura sotto "larghezza di linea" o in PrusaSlicer sotto le impostazioni "larghezza di estrusione".

Non sono riuscito a notare la differenza quando erano affiancati, quindi date un'occhiata e vedete se ci riuscite anche voi.

Perché le mie stampe 3D richiedono molto tempo e sono lente?

Sebbene la stampa 3D sia conosciuta come prototipazione rapida, in molti casi è davvero lenta e richiede molto tempo per essere stampata. Le stampe 3D richiedono molto tempo a causa dei limiti di stabilità, velocità ed estrusione del materiale.

È possibile ottenere alcuni modelli di stampanti 3D noti come stampanti 3D Delta che sono noti per essere molto veloci, raggiungendo velocità di 200 mm/s e oltre, sempre con una qualità rispettabile.

Il video qui sotto mostra un Benchy 3D che viene stampato in meno di 6 minuti, molto più velocemente della solita ora o poco più che ci vuole con una normale stampante 3D.

L'utente in questo video ha aggiornato la sua stampante 3D originale Anycubic Kossel Mini Linear con un vulcano E3D esteso, ha rielaborato le pulegge folli, ha un estrusore clone BMG, stepper TMC2130 e molte altre piccole modifiche.

Non tutte le stampanti 3D devono essere tradizionalmente lente. È possibile utilizzare una stampante 3D costruita per la velocità, in modo che le stampe 3D non richiedano tanto tempo e non siano lente come al solito.

Conclusione

Con la pratica e l'esperienza, si riuscirà a trovare un'ottima altezza di livello che garantisca un'ottima qualità e un tempo di stampa ragionevole, ma dipende dalle proprie preferenze e dall'uso delle stampe.

L'utilizzo di uno solo o di una combinazione di questi metodi dovrebbe farvi risparmiare molto tempo nel vostro percorso di stampa 3D. Nel corso degli anni, queste tecniche possono facilmente farvi risparmiare centinaia di ore di stampa, quindi imparatele bene e implementatele dove possibile.

Quando ci si prende il tempo di imparare queste cose, si migliorano davvero le prestazioni complessive delle stampe perché si comprendono le basi della stampa 3D.

Spero che questo post vi sia stato utile e se volete leggere altre informazioni utili, date un'occhiata al mio post sui 25 migliori aggiornamenti per stampanti 3D o su Come guadagnare con la stampa 3D.