Começou a imprimir em 3D, mas apercebeu-se de que as impressões demoram muito mais tempo do que esperava. Isto é algo em que muitas pessoas pensam, pelo que procuram formas de acelerar a sua impressora 3D sem sacrificar a qualidade de impressão.

Pesquisei vários métodos para o conseguir, que explicarei nesta publicação.

Como acelerar a sua impressora 3D sem perder qualidade? É possível acelerar os tempos de impressão 3D sem perder qualidade, ajustando cuidadosamente e gradualmente as definições no seu cortador. As melhores definições a ajustar para o conseguir são o padrão de enchimento, a densidade de enchimento, a espessura da parede, a velocidade de impressão e a tentativa de imprimir vários objectos numa só impressão.

É bastante simples, mas muitas pessoas não conhecem estas técnicas até adquirirem mais experiência no mundo da impressão 3D.

Vou explicar em pormenor como as pessoas na comunidade de impressão 3D conseguem tempos de impressão óptimos com as suas impressões sem sacrificar a qualidade, por isso continue a ler para descobrir.

Dica profissional: Se quiser uma excelente impressora 3D de alta velocidade, recomendo a Creality Ender 3 V2 (Amazon). É uma óptima escolha, com uma velocidade máxima de impressão de 200 mm/s e adorada por muitos utilizadores. Também pode comprá-la mais barata na BangGood, mas normalmente com uma entrega um pouco mais demorada!

8 maneiras de aumentar a velocidade de impressão sem perder qualidade

Na maior parte dos casos, a redução do tempo de impressão passa pelo aumento da taxa de alimentação (taxa a que o material é extrudido) ou pela diminuição total da quantidade de extrusão.

Há outros factores que entram em jogo, pelo que os explicarei mais pormenorizadamente.

1. aumentar a velocidade de impressão nas definições da fatiadora

Honestamente falando, a velocidade de impressão não tem o efeito mais significativo no tempo de impressão, mas ajudará no geral. As definições de velocidade no seu cortador ajudarão mais dependendo do tamanho da impressão, em que os objectos maiores vêem relativamente mais benefícios na redução dos tempos de impressão.

O bom disto é poder equilibrar a velocidade e a qualidade das suas impressões. Pode aumentar gradualmente a sua velocidade de impressão e ver se isso tem realmente um efeito na sua qualidade de impressão, muitas vezes terá alguma margem para a aumentar.

Terá várias definições de velocidade para partes específicas do seu objecto, como perímetros, preenchimento e material de suporte, pelo que é uma boa ideia ajustar estas definições para maximizar as capacidades da sua impressora.

O artigo que escrevi sobre Velocidade vs. Qualidade aborda em pormenor a relação entre estes dois factores, pelo que pode consultá-lo.

Normalmente, a velocidade de enchimento é elevada, a velocidade do perímetro e do material de apoio é média e a velocidade do perímetro pequeno/exterior e das pontes/aberturas é baixa.

A sua impressora 3D terá normalmente directrizes sobre a velocidade a que pode ir, mas pode tomar medidas adicionais para a tornar mais rápida.

O vídeo abaixo, do Maker's Muse, aborda em pormenor diferentes definições que são muito úteis. Ele tem o seu próprio modelo de definições que implementa, que pode seguir e ver se funciona bem para si.

Um bom passo a dar para aumentar a velocidade da impressora é reduzir a oscilação da impressora, tornando-a mais robusta. Isto pode ser feito através do aperto de parafusos, hastes e correias ou da utilização de peças que não pesem tanto, para que haja menos momentos de inércia e ressonância das vibrações.

São estas vibrações que reduzem a qualidade das impressões.

O meu post sobre Impressão 3D & Problemas de qualidade de fantasma/rasgo entra em um pouco mais de detalhes sobre isso.

Dependendo do design do seu produto, terá mais espaço para aumentar a sua velocidade de impressão 3D sem problemas.

Outra definição que pode funcionar muito bem é o aumento da velocidade da parede interior para corresponder à sua velocidade de impressão geral, em vez de metade do valor predefinido no Cura. Isto pode permitir-lhe diminuir significativamente o tempo de impressão e continuar a obter uma qualidade fantástica.

2) Definições de aceleração e de choque

As definições de solavancos são essencialmente a velocidade a que a cabeça de impressão se pode mover a partir de uma posição imóvel. Pretende-se que a cabeça de impressão se mova suavemente e não demasiado depressa. É também a velocidade a que a impressora saltará imediatamente antes de ter em conta a aceleração.

As definições de aceleração indicam a rapidez com que a cabeça de impressão atinge a velocidade máxima, pelo que uma aceleração baixa significa que a impressora não atingirá a velocidade máxima com impressões mais pequenas.

Escrevi uma publicação popular sobre Como obter a definição perfeita de Jerk & Acceleration, que se aprofunda bastante para ajudar a melhorar a sua qualidade e experiência de impressão.

Um valor de jerk mais elevado reduzirá o tempo de impressão, mas tem outras implicações, como causar mais tensão mecânica na impressora e, se for demasiado elevado, diminuir a qualidade da impressão devido às vibrações.

O que pretende fazer aqui é determinar as definições óptimas e pode fazê-lo estabelecendo um valor de aceleração/desaceleração que sabe ser demasiado alto (H) e demasiado baixo (L) e, em seguida, calculando o valor intermédio (M) dos dois.

Tente imprimir com este valor médio de velocidade e, se achar que M é demasiado elevado, utilize M como novo valor H ou, se for demasiado baixo, utilize M como novo valor L e, em seguida, encontre o novo valor médio.

Os valores de aceleração não se mantêm sempre os mesmos, uma vez que existem muitos factores que podem afectá-los ao longo do tempo, pelo que se trata mais de um intervalo do que de um número perfeito.

Teste as suas definições de solavancos imprimindo o cubo de teste de vibrações e verificando se as vibrações são visíveis em cada eixo, inspeccionando os cantos, as arestas e as letras do cubo.

Se houver vibrações no eixo Y, estas serão vistas no lado X do cubo, e as vibrações no eixo X serão visíveis no lado Y do cubo.

Tem esta Calculadora de Aceleração de Velocidade Máxima (desloque-se para o fundo) que lhe diz quando é que a sua impressora atingirá a velocidade pretendida e durante quanto tempo num eixo.

A linha amarela curva representa a trajectória da extremidade do efector permitida pela inércia, enquanto a linha azul é a velocidade a que este tenta deslocar-se. Se necessitar de velocidades inferiores à velocidade de deslocação, perde em precisão.

Este post sobre AK Eric fez os testes e descobriu que, ao comparar valores baixos (10) de jerk com valores altos (40), uma velocidade de 60mm/seg não fez diferença no tempo de impressão, mas o valor mais baixo tinha melhor qualidade. Mas a uma velocidade de 120mm/seg, a diferença entre os dois valores de jerk teve uma diminuição de 25% no tempo de impressão, mas à custa da qualidade.

3. padrão de enchimento

No que diz respeito às definições de enchimento, existem muitos padrões de enchimento à escolha, com os seus próprios pontos fortes e fracos.

Pode definitivamente escolher um padrão de enchimento que imprima mais rapidamente do que outros, o que pode poupar muito tempo ao aumentar a velocidade de impressão.

O melhor padrão de enchimento para a velocidade tem de ser o padrão "linhas" (também chamado rectilíneo) devido à sua simplicidade e ao menor número de movimentos em comparação com outros padrões. Este padrão pode poupar até 25% do tempo de impressão, dependendo do seu modelo.

Veja o meu artigo sobre o melhor padrão de enchimento para impressão 3D para obter alguns detalhes interessantes sobre os padrões internos das suas impressões 3D.

Normalmente, é necessário trocar a resistência pela rapidez, pelo que, embora existam modelos mais resistentes, a sua impressão será mais demorada do que a do modelo com linhas.

Um padrão de enchimento bem equilibrado seria o padrão de grelha ou triângulos que têm uma boa mistura de força e não demoram muito tempo a imprimir.

O padrão de enchimento que tem a força como principal ponto forte é o padrão de favo de mel, que é bastante pormenorizado e exige que a cabeça de impressão efectue muito mais movimentos e rotações do que a maioria dos outros padrões.

Uma óptima combinação para adicionar resistência às suas peças é aumentar a largura de extrusão no seu cortador e, em seguida, adicionar perímetros ou paredes aos seus modelos.

Foi testado de várias formas, mas o aumento do número de paredes ou da espessura das paredes tem um impacto mais significativo do que o aumento da densidade de enchimento.

Outra dica é utilizar o padrão de enchimento Gyroid, que é um enchimento 3D concebido para proporcionar uma grande resistência em todas as direcções, sem necessitar de uma elevada densidade de enchimento.

As vantagens do padrão Gyroid não são apenas a sua resistência, mas também a sua velocidade relativamente rápida e o apoio da camada superior, para reduzir as más superfícies superiores.

4) Densidade de enchimento

Como a maioria das pessoas sabe, uma densidade de enchimento de 0% significa que o interior da sua impressão será oco, enquanto uma densidade de 100% significa que o interior será sólido.

Agora, ter uma impressão oca significará definitivamente menos tempo gasto a imprimir porque a sua impressora tem muito menos movimento necessário para terminar a impressão.

Para poupar tempo, é necessário encontrar um bom equilíbrio entre a densidade do enchimento e as necessidades da impressão.

Se tiver uma impressão funcional que, digamos, vai suportar uma televisão na parede, pode não querer sacrificar a densidade e a resistência do enchimento para poupar tempo de impressão.

Mas se tiver uma impressão decorativa apenas para fins estéticos, não é necessário ter uma densidade de enchimento elevada. Cabe-lhe a si avaliar a densidade de enchimento a utilizar nas suas impressões, mas esta é uma definição que pode reduzir um pouco o tempo de impressão.

Escrevi um artigo sobre a densidade de enchimento necessária, que recomendo que leia para obter mais informações.

Através de testes efectuados por muitas pessoas, o intervalo de densidade de enchimento mais económico, equilibrado com uma boa resistência, deve situar-se entre 20% e 35%. Certos padrões podem proporcionar uma resistência extraordinária mesmo com uma densidade de enchimento baixa.

Mesmo 10% com algo como um padrão de preenchimento cúbico funciona bastante bem.

Quando se ultrapassam estes valores, a relação entre o material utilizado, o tempo despendido e os ganhos de resistência diminui mais rapidamente, pelo que, normalmente, é melhor optar por estes enchimentos, dependendo do objectivo a atingir.

Outro aspecto a ter em conta é que, quando se atinge as gamas mais elevadas de densidade de enchimento, como 80%-100%, não se obtém muito em troca da quantidade de material que se está a utilizar.

Por isso, na maioria dos casos, convém evitar densidades de enchimento tão elevadas, a não ser que haja uma finalidade para um objecto que faça sentido.

Etapas de enchimento gradual

Existe uma outra definição em infill que pode utilizar para acelerar as suas impressões 3D, chamada Gradual Infill Steps no Cura, que basicamente altera o nível de infill, reduzindo-o para metade de cada vez em função do valor introduzido.

Reduz a quantidade de enchimento utilizada na parte inferior das impressões 3D, uma vez que normalmente não é essencial para a criação do modelo, e aumenta a quantidade de enchimento na parte superior do modelo, onde é mais necessário.

Apoio ao enchimento

Outra definição excelente que pode acelerar as suas impressões 3D e poupar-lhe muito tempo é activar a definição Infill Support (Suporte de enchimento). Esta definição trata o enchimento como suporte, o que significa que só imprime enchimento onde é necessário, à semelhança do que acontece com os suportes.

Dependendo do tipo de modelo que tiver, pode funcionar com sucesso e poupar muito tempo, mas para modelos mais complexos com muita geometria, pode causar falhas, por isso tenha isso em mente.

Veja o vídeo abaixo para uma excelente explicação sobre os passos de enchimento gradual e o suporte de enchimento. Conseguiu reduzir uma impressão 3D de 11 horas para cerca de 3 horas e 30 minutos, o que é muito impressionante!

5. espessura da parede/casca

Existe uma relação entre a espessura da parede e a densidade do enchimento que deve ser tida em conta antes de alterar estas definições.

Quando se tem uma boa relação entre estas duas definições, garante-se que o modelo 3D não perde as suas capacidades estruturais e permite que a impressão seja bem sucedida.

Será uma experiência gradual de tentativa e erro em que pode anotar os rácios que resultam numa impressão falhada e o equilíbrio perfeito entre uma excelente qualidade de impressão e um tempo de impressão reduzido.

Se tiver definições com baixa densidade de enchimento e baixa espessura de parede, é mais provável que as suas impressões falhem devido à baixa resistência, pelo que só deve ajustar estas definições se estiver a criar produtos em que a resistência não seja necessária, como protótipos e modelos de exposição.

Diminuir o número de conchas/perímetros das suas impressões nas definições irá certamente acelerar os tempos de impressão. É aconselhável brincar com estas definições para encontrar os números que lhe dão uma boa quantidade de força, mantendo-a tão baixa quanto possível.

Uma contagem de linhas de parede de 3 e uma espessura de parede com o dobro do diâmetro do seu bocal (normalmente 0,8 mm) devem servir perfeitamente para a maioria das impressões 3D.

Por vezes, podem surgir problemas com as paredes e os revestimentos, pelo que escrevi um artigo sobre Como corrigir lacunas entre paredes e enchimento para obter alguns métodos de resolução de problemas.

6) Altura da camada dinâmica/Configurações de camadas adaptativas

A altura das camadas pode ser ajustada automaticamente, dependendo do ângulo da camada. Chama-se camadas adaptativas ou altura dinâmica da camada e é uma excelente funcionalidade que pode encontrar no Cura. Pode acelerar e poupar uma boa quantidade de tempo de impressão, em vez de utilizar o método tradicional de camadas.

Como funciona, determina quais as áreas com curvas e variações significativas e imprime camadas mais finas ou mais espessas consoante a área. As superfícies curvas serão impressas com camadas mais finas para que continuem a parecer suaves.

No vídeo abaixo, a Ultimaker fez um vídeo sobre a Cura que demonstra a excelente capacidade desta definição para poupar tempo de impressão.

Imprimiram uma peça de xadrez com e sem a definição Camadas adaptáveis e registaram o tempo. Com as definições normais, a impressão demorou 2 horas e 13 minutos; com a definição activada, a impressão demorou apenas 1 hora e 33 minutos, o que representa uma redução de 30%!

7. imprimir vários objectos numa só impressão

Outro método para acelerar o tempo de impressão é utilizar todo o espaço na base da impressora em vez de fazer uma impressão de cada vez.

Uma boa forma de o conseguir é utilizar a função de centrar e organizar na sua máquina de cortar. Esta função pode fazer uma diferença significativa na velocidade de impressão e evita que tenha de reiniciar e reaquecer a impressora, o que ocupa um tempo precioso.

Não poderá fazer isto com impressões que utilizem mais de metade do espaço de impressão, mas se estiver a imprimir pequenas impressões, deverá poder copiar e colar o desenho várias vezes na mesa de impressão.

Dependendo do design das suas impressões, pode brincar com a orientação para utilizar o espaço de impressão de forma optimizada. Utilize a altura da mesa de impressão, etc.

No caso de impressoras mais pequenas, este método não será tão eficaz como o das impressoras maiores, mas deverá ser mais eficiente no geral.

8) Remoção ou redução dos apoios

Quanto mais material de suporte a sua impressora extrudir, mais tempo demorarão as suas impressões, pelo que é uma boa prática imprimir objectos que não necessitem de qualquer suporte.

Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para conceber objectos que não necessitem de suporte ou que o retirem na sua maior parte.

Muitos dos desenhos que as pessoas criam são feitos especificamente para não necessitarem de suportes. É uma forma muito eficiente de imprimir em 3D e, normalmente, não sacrifica a qualidade ou a resistência.

Utilizar a melhor orientação para os seus modelos pode ajudar a reduzir significativamente os suportes, especialmente se tiver em conta os ângulos de saliência de 45°. Um óptimo método consiste em ajustar a orientação e, em seguida, utilizar suportes personalizados para manter o modelo onde é necessário.

Pode consultar o meu artigo sobre a melhor orientação das peças para impressão 3D.

Com uma boa calibração, é possível imprimir em 3D saliências bem acima dos 45°, algumas até mesmo acima dos 70°+, por isso, tente ajustar as suas definições de temperatura e velocidade o melhor possível.

Relativamente à impressão de vários objectos numa peça, algumas pessoas observam aumentos de velocidade na sua impressão 3D quando dividem os modelos e os imprimem na mesma impressão.

Isto pode eliminar a necessidade de suportes em muitos casos, se dividir o modelo no sítio certo e orientá-lo bem. Terá de colar as peças depois, o que aumenta o tempo de pós-processamento.

Quando pensamos nas nossas impressões 3D, não vemos realmente o enchimento, certo? Isto significa que não é importante para as definições de qualidade, por isso, se utilizarmos camadas mais espessas, podemos imprimir mais rapidamente.

Funciona imprimindo as suas camadas normais de enchimento para algumas camadas e, em seguida, não imprimindo enchimento para outras camadas.

Deve definir a Espessura da camada de enchimento como um múltiplo da altura da camada, por isso, se tiver uma altura de camada de 0,12 mm, escolha 0,24 mm ou 0,36 mm, embora, se não o fizer, será arredondado para o múltiplo mais próximo.

Veja o vídeo abaixo para obter uma explicação completa.

Aumentar a velocidade de impressão com uma redução de qualidade

1. utilizar um bocal maior

A utilização de um bico maior é uma forma fácil de imprimir objectos mais rapidamente, mas verificará uma redução da qualidade sob a forma de linhas visíveis e superfícies mais ásperas.

Quando imprime com um bocal de 0,2 mm, por exemplo, está a colocar camadas finas de cada vez que passa sobre a superfície de impressão, pelo que para obter uma altura de 1 mm serão necessários 5 movimentos de extrusão sobre a área.

Se não tem a certeza da frequência com que deve mudar os seus bicos, consulte o meu artigo When & How Often Should You Change Your Nozzle On Your 3D Printer? Muitas pessoas consideraram útil chegar ao fundo desta questão.

Em comparação com um bocal de 0,5 mm, seriam necessários apenas 2, pelo que se pode ver como o tamanho do bocal afecta largamente os tempos de impressão.

O tamanho do bocal e a altura da camada têm uma relação, sendo que as directrizes gerais são para que a altura da camada seja, no máximo, 75% do diâmetro do bocal.

Assim, com um bocal de 0,4 mm, teria uma altura de camada de 0,3 mm.

Aumentar a velocidade de impressão e reduzir a qualidade não tem de ser uma desvantagem.

Dependendo do seu modelo e dos seus desejos de design, pode escolher diferentes tamanhos de bicos para seu benefício.

Uma impressão com camadas finas tem mais probabilidades de ter um efeito negativo na firmeza do objecto final, por isso, quando se pretende força, pode escolher um bocal maior e aumentar a altura da camada para obter uma base mais resistente.

Se precisar de um conjunto de bicos para a sua viagem de impressão 3D, recomendo o TUPARKA 3D Printer Nozzle Kit (70Pcs), que inclui 60 bicos MK8, que se adaptam ao seu Ender 3, CR-10, MakerBot, Tevo Tornado, Prusa i3 e assim por diante, juntamente com 10 agulhas de limpeza de bicos.

Este kit de bicos, a um preço competitivo, inclui

• 4x bicos de 0,2 mm
• 4x bicos de 0,3 mm
• 36x bicos de 0,4 mm
• 4x bicos de 0,5 mm
• 4x bicos de 0,6 mm
• 4x bicos de 0,8 mm
• 4x bicos de 1 mm
• 10 agulhas de limpeza

2. aumentar a altura da camada

Na impressão 3D, a resolução ou a qualidade dos objectos impressos é normalmente determinada pela altura da camada que define. Quanto mais baixa for a altura da camada, maior será a definição ou a qualidade das suas impressões, mas isso resulta num tempo de impressão mais longo.

Por exemplo, se imprimir um objecto com uma altura de camada de 0,2 mm e, em seguida, imprimir o mesmo objecto com uma altura de camada de 0,1 mm, o tempo de impressão é efectivamente duplicado.

Os protótipos e as impressões funcionais que não são muito vistas não precisam normalmente de ser de alta qualidade, pelo que faz sentido utilizar uma altura de camada mais elevada.

Se pretende imprimir um objecto que será exibido, quer que seja esteticamente agradável, suave e de grande qualidade, pelo que é melhor imprimi-lo com alturas de camada mais finas.

Pode deslocar-se com segurança até cerca de 75%-80% do diâmetro do bocal e continuar a imprimir com êxito os seus modelos sem perder demasiada qualidade.

3. aumentar a largura da extrusão

BV3D: Bryan Vines conseguiu recentemente poupar 5 horas numa impressão 3D de 19 horas, utilizando uma largura de extrusão mais larga. Veja o vídeo abaixo para ver como funciona.

Pode poupar muito tempo, mas haverá uma redução na qualidade de impressão, embora não muito significativa em alguns casos. Ele alterou as definições de largura de extrusão de 0,4 mm para 0,65 mm, com um bocal de 0,4 mm. Isto pode ser feito no Cura em "largura da linha" ou no PrusaSlicer em definições de "largura de extrusão".

Na verdade, não consegui ver a diferença quando estavam lado a lado, por isso, dê uma vista de olhos e veja se consegue.

Porque é que as minhas impressões 3D demoram tanto tempo e são lentas?

Embora a impressão 3D seja conhecida como prototipagem rápida, em muitos casos é realmente lenta e demora muito tempo a imprimir. As impressões 3D demoram muito tempo devido a limitações de estabilidade, velocidade e extrusão de material.

É possível obter certos modelos de impressoras 3D conhecidos como impressoras Delta 3D, que são conhecidas por serem muito rápidas, atingindo velocidades de 200 mm/s e superiores, mas com uma qualidade respeitável.

O vídeo abaixo mostra uma Benchy 3D que imprime em menos de 6 minutos, o que é muito mais rápido do que a habitual 1 hora ou mais que demora numa impressora 3D normal.

O utilizador neste vídeo actualizou a sua impressora 3D Anycubic Kossel Mini Linear original com um vulcão E3D estendido, reformulou as polias, tem uma extrusora clone BMG, steppers TMC2130, bem como outros pequenos ajustes.

Nem todas as impressoras 3D têm de ser tradicionalmente lentas. Pode utilizar uma impressora 3D concebida para ser rápida, de modo a que as suas impressões 3D não demorem tanto tempo e não sejam tão lentas como habitualmente.

Conclusão

Com a prática e a experiência, encontrará uma altura de camada óptima que lhe proporciona uma qualidade excelente e um tempo de impressão razoável, mas isso depende realmente da sua preferência e da utilização das suas impressões.

Ao longo dos anos, estas técnicas podem facilmente poupar-lhe centenas de horas de impressão, por isso aprenda-as bem e implemente-as onde puder.

Quando se dedica algum tempo a aprender estas coisas, melhora-se realmente o desempenho geral das impressões, porque ajuda a compreender os fundamentos da impressão 3D.

Espero que esta publicação tenha sido útil e, se quiser ler mais informações úteis, consulte a minha publicação sobre as 25 melhores actualizações de impressoras 3D ou Como ganhar dinheiro com a impressão 3D.