3D プリントはここ数年でコストが下がり、信頼性も向上しました。 PLA や PETG などの初心者に優しい素材により、家庭での製造がこれまでになく簡単になりました。残念ながら、実際の 3D 印刷プロセスは依然として非常に遅く、多くの場合、印刷に数日かかる必要があります。
3D プリンターは 10 年以上も消費者に提供されているにもかかわらず、なぜまだ普及が遅いのでしょうか?確認する 存在を知らなかった 3D プリントの種類.
その答えは、3D プリントを商業的に実現可能にするためのエンジニアリングと製造の課題にあります。これらの課題と、誰もが 3D プリントをより高速に実行できるようにする有望なテクノロジーについて見てみましょう。
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印刷プラットフォームが速く動かない
その理由は主に、一般的な消費者向け 3D プリンターの出現によるものです。 Amazon で XNUMXD プリンターを検索すると、ほとんど区別がつかないような結果が表示されます。これは、Prusa iXNUMX 設計に基づいた消費者向け XNUMXD プリンターの残念な副産物です。安価なプリンターを大量生産するには、これより良い方法はないようです。残念ながら、収益性の追求はスピードを犠牲にして行われます。
その理由を理解するために、Prusa i3 ドライブトレインを簡単に見てみましょう。
3D プリントの消費者セグメントは、複雑ではないため、平均すると主に安価な機器です。このシンプルさは移動システムにも反映されています。たとえば、X 軸には、V 字型のアルミニウム スロットの長さに沿って移動するプリント ヘッドが含まれます。次に、Z 軸は X 軸アセンブリ全体を上下に動かします。これは重いように思えるかもしれませんが、3D プリンターは Z 軸に沿って 1 度に数ミリメートルずつしか移動しないため、大きな問題にはなりません。
ただし、これらのプリンターの Y 軸の設定は明らかに最適ではありません。この壊れやすい軸は、150D プリンターの中で最も重いコンポーネントでもあるプラットフォーム全体を移動させるという困難な作業を担っています。高速印刷を行うには、可動コンポーネントをできるだけ軽くするのが最適です。 XNUMXg のプリントヘッドをマイクロメートル単位の精度を維持しながら高速に動かすのは、すでに困難です。
今度は、代わりに 1.5kg のプラットフォームで同じことを実行することを想像してください。このため、Prusa i3 設計を採用した XNUMXD プリンターが俗にベッドサイド プリンターと呼ばれているのも不思議ではありません。
とにかく高速に印刷するとどうなるでしょうか?
通常の 3D プリンターが遅い理由がわかりました。しかし、印刷速度のソフトウェア制限を無効にして、とにかく印刷時間を短縮したらどうなるでしょうか?素早く移動する能力はステッピング モーターに多大なストレスを与え、過熱を引き起こします。印刷品質は、弱いモーターと重いプラットフォームの頑固な質量との戦いで最初に犠牲になるものです。これは、高速印刷に伴う過度の振動によって生じる隆起や影として現れます。
極端な場合、3D プリンターのコンポーネントが時間の経過とともに振動する可能性があります。ネジを締め直すのは簡単ですが、Prusa iXNUMX で高速に印刷すると、動きの原因となるコンポーネントに回復不可能な摩耗が生じることがよくあります。最も影響を受けるのは、このようなプリンターの駆動システムで使用される安価な V スロット プーリーです。アルミニウム合金上の V 字型のトラックに沿って走行するプラスチック ホイールは、高速印刷にさらされると著しく摩耗します。
Prusa i3 設計に基づく一般的な XNUMXD プリンターでは、ある程度の品質や長期的な信頼性を保ちながら、迅速に印刷することはできません。しかし、異なる設計に基づいたプリンターはどうでしょうか。高速印刷に代わる実行可能で適切な代替手段があるはずですよね?
デルタプリンター: 安くて速いが、不正確
Delta 3D プリンターは特に高速に設計されています。軽量のプリントヘッドは、本質的に運動量が少ないため、より高速で制御性に優れています。さらに、デルタ設計では他のプラットフォーム ラック デバイスと比較して使用するコンポーネント数が少なくなるため、製造コストが削減されます。安くて高速なプリンターは理想的に思えますが、なぜ十分な数が見られないのでしょうか?
デルタ設計に基づくプリンタは、速度を追求するために多くの点で妥協しています。インライン プリント ヘッドと軽量のため、ダイレクト ドライブ押出機を使用することができません。一方、ボーデン専用押出機の制限により、デルタプリンターは柔軟なフィラメントを処理できず、その多用途性が損なわれています。
ただし、最大の妥協点は、特に大きなモデルを水平に広げて印刷する場合に、印刷品質が低下することです。さらに、デルタによって達成される表面印刷の品質は、ベッドロープに匹敵するものではありません。これは、ビルドのサイズを制限する円形ベッドと、長編版でのみ優れているという一般的な傾向によってさらに悪化します。
これらの制限は、デルタ プリンターの驚異的な速度とコスト効率にもかかわらず、消費者向け 3D 印刷業界ではニッチな位置に追いやられるほど深刻です。確認する 500ドル未満で初心者に最適なXNUMXDプリンター.
CoreXY プリンター: 速度には代償が伴います
世にある最速のプリンターは CoreXY キネマティクスに基づいています。これは高度なモーション システムであり、プラットフォームはほとんど静止していますが、軽量のプリント ヘッドは非常に高速に移動します。デルタ プリンターとは異なり、CoreXY 設計は品質を維持しながら直接押出機の使用を可能にします。
唯一の問題は、このモデルが極めて複雑でコストが高いため、消費者がこれらのプリンターを使用できないことです。そのため、CoreXY プリンターは、1000D プリント愛好家を対象としたニッチなオープン ソース プロジェクトに限定されたままです。 CoreXY 2000D プリンターの平均コストが部品だけで XNUMX ドルから XNUMX ドルの範囲であることを考えると、これは驚くことではありません。
消費者向け 3D プリンターのメーカーは、この技術を一般ユーザーにとって手頃な価格で利用しやすいものにする方法をまだ見つけていません。確認する Ender 3 Pro レビュー: 手頃な価格の最高の XNUMXD プリンターですか?
余裕のない3Dプリンターのスピード
まとめると、高速 3D プリントは高価です。品質とデザインのサイズを犠牲にして高速に動作する安価な Delta プリンターを購入するか、CoreXY に大金を費やすかのどちらかです。どちらの極端な考え方も、消費者の要求にはあまり合致しません。
そのため、ほぼすべての消費者向け 3D プリンターは Prusa iXNUMX 設計に基づいています。これらのプリンターは速度は遅いかもしれませんが、価格、機能、パフォーマンスのバランスは良好です。速度は、量産型 XNUMXD プリンターにとって残念な犠牲です。閲覧できるようになりました 3D プリンターの仕組みとその最も重要な機能の説明.
