3D-Druckgeschwindigkeit vs. Qualität; Beste Einstellungen!

Wir alle wollen das Beste aus unseren 3D-gedruckten Modellen herausholen, sowohl in Bezug auf Qualität als auch auf Geschwindigkeit. Das Problem ist, dass Qualität und Geschwindigkeit meistens nicht Hand in Hand gehen und das Finden des optimalen Punkts zwischen Qualität und Geschwindigkeit für jeden Drucker und Filamenttyp einige Versuche und Irrtümer erfordern wird.

In diesem Artikel werde ich darüber sprechen, wie viel Einfluss die Druckgeschwindigkeit auf die Druckqualität hat, die häufigsten Probleme und wie man die besten Einstellungen findet.

Wirkt sich die Druckgeschwindigkeit auf die Druckqualität aus?

Meistens hat die Druckgeschwindigkeit einen erheblichen Einfluss auf die Druckqualität. Als Faustregel gilt, dass langsame Druckgeschwindigkeiten zu einer besseren Druckqualität führen. Es ist möglich, schnelle Druckzeiten zu erreichen, ohne an Druckqualität einzubüßen, aber das hängt vom Typ Ihres 3D-Druckers und der Qualität der verwendeten Materialien ab.

Warum wird die Druckqualität beeinträchtigt?

Das Ausmaß, in dem die Druckgeschwindigkeit die Qualität Ihres Drucks beeinflusst, hängt von der Fähigkeit des Geräts ab, mit dieser bestimmten Geschwindigkeit umzugehen. Die meisten 3D-Drucker für Verbraucher sind nicht auf schnelle Druckzeiten ausgelegt. Diese Maschinen werden normalerweise aus billigen Materialien hergestellt, um sie für jedermann erschwinglich zu machen. Wenn Sie die Druckgeschwindigkeit erhöhen, werden diese Design- und Materialmängel deutlicher.

Schnelle Bewegungen des Extruders erzeugen erhebliche Vibrationen und das Ergebnis sind Drucke von schlechter Qualität. Bowden-Setups haben weniger Gewicht auf dem Extruder, sind daher stabiler und mildern dieses Problem. Ein hochwertiger 3D-Drucker mit Bowden-Setup kann hohe Druckgeschwindigkeiten ohne Qualitätsverlust erreichen.

Neben der Qualität des 3D-Druckers müssen wir die zum Drucken verwendeten Filamente berücksichtigen. Selbst wenn der 3D-Drucker eine bestimmte Druckgeschwindigkeit bewältigen kann, kann das Filament nur so schnell schmelzen, wodurch die Extrusionsflussraten begrenzt werden. Unterschiedliche Filamenttypen, die mit derselben Geschwindigkeit gedruckt werden, führen zu unterschiedlichen Ergebnissen, da sie unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften besitzen.

Beste Geschwindigkeitseinstellungen für den 3D-Druck

Beim 3D-Druck variieren die besten Einstellungen für jeden Hersteller, da die optimalen Einstellungen von vielen Faktoren wie dem 3D-Druckermodell, dem Filament und den Umgebungsbedingungen abhängen.

Druckgeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit steuert, wie schnell sich die Düse beim Drucken über die Bauplatte bewegt. Normalerweise führen langsame Druckgeschwindigkeiten zu qualitativ besseren Ergebnissen, da hohe Geschwindigkeiten zu Ringing- und Under-Extrusion-Problemen führen können. Um die besten Druckgeschwindigkeitseinstellungen für Ihr Gerät herauszufinden, laden Sie diesen Speed ​​Test Tower herunter .

Unter dem Link finden Sie alle Anleitungen zum Aufbau des Speed ​​Test Tower drucken. Grundsätzlich erhöht dieser Test die Druckgeschwindigkeit, wenn sich der Turm nach oben bewegt, sodass Sie den Unterschied in der Druckqualität bei einer bestimmten Geschwindigkeit sehen und die beste Einstellung für Ihren 3D-Drucker herausfinden können.

Rückzugsgeschwindigkeit

Die Rückzugsgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell der Drucker das Filament durch die Düse zurückzieht, während er die Druckposition ändert. Dies geschieht, um Filamentlecks zu vermeiden. Wenn die Einfahrgeschwindigkeit zu niedrig eingestellt ist, sehen Sie Fäden und Kleckse auf Ihren Modellen. Wenn andererseits die Rückzugsgeschwindigkeit zu hoch eingestellt ist, können die Antriebszahnräder, die das Filament zuführen, das Filament beschädigen und den Zufuhrfluss stören.

Laden Sie diesen Einzugstest herunter, um die richtigen Einstellungen für die Einzugsgeschwindigkeit für Ihren Drucker herauszufinden . Drucken Sie einige Tests, beginnend mit einer Rückzugsgeschwindigkeit von 25 mm/s, und erhöhen Sie diese um 5 mm/s, solange Sie gute Ergebnisse sehen. Die Geschwindigkeit, die das sauberste Ergebnis liefert, sollte Ihre optimale Rückzugsgeschwindigkeit sein.

Fahrgeschwindigkeit

Die Bewegungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Düse bewegt, während sie das Filament nicht extrudiert. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit zu hoch eingestellt ist, können die Druckkopfbewegungen ernsthafte Vibrationen erzeugen, die zu Klingeln oder sogar zu Schichtverschiebungsproblemen führen.

Laden Sie diesen Test herunter, um die optimalen Geschwindigkeitseinstellungen für Ihren Drucker zu erhalten (dasselbe Modell, das zum Testen der Rückzugsgeschwindigkeit verwendet wurde). Verwenden Sie für den ersten Druck eine Vorschubgeschwindigkeit von 100 mm/s, und wenn die Oberfläche gut aussieht, können Sie den Druck wiederholen und die Vorschubgeschwindigkeit um 5 mm/s erhöhen. Sie können den Vorgang wiederholen, bis Sie Defekte auf der Oberfläche sehen.

Druckgeschwindigkeit und Druckdauer

Hohe Druckgeschwindigkeiten können die Druckdauer drastisch verkürzen. Verwendung von Curas Entwurf Profil habe ich einen Benchy mit unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten geschnitten, um zu sehen, wie stark die Druckdauer abnimmt. Dies sind die Ergebnisse:

Druckgeschwindigkeit	Druckdauer
20 mm/s	164m
30 mm/s	114m
40 mm/s	90m
50 mm/s	76 m
60 mm/s	66m
70 mm/s	60m
80 mm/s	55m
100 mm/s	49m
120 mm/s	45m
140 mm/s	42m

Wie Sie sehen können, sind die ersten Geschwindigkeitsschritte diejenigen, die einen größeren Einfluss auf die Reduzierung der Druckdauer haben. Dies liegt daran, dass der Extruder je nach Gesamtform und Größe des Druckobjekts möglicherweise nicht in der Lage ist, diese höheren Geschwindigkeiten zu erreichen.

Probleme, die bei zu schnellem Drucken auftreten

Schwache Schichthaftung

Selbst wenn der 3D-Drucker eine hohe Druckgeschwindigkeit bewältigen kann, braucht das Filament noch Zeit, um sich richtig zu verbinden. Wenn das Filament abgelegt wird, muss es am Druckbett haften und mit den anderen Schichten verschmelzen, um die gewünschte Form beizubehalten. Wenn der Drucker zu schnell läuft, hat das Filament nicht die Zeit, eine starke Bindung aufzubauen, was zu einer schwachen Schichthaftung führt.

Schichtverschiebung

Beim Drucken mit hoher Geschwindigkeit besteht die Möglichkeit, dass die Motoren der X-, Y- und Z-Achse aufgrund der übermäßigen Belastung ausfallen und eine Schicht verlegt wird. Dies geschieht, weil die Motoren gezwungen werden, sich mit einer höheren Geschwindigkeit zu bewegen, als sie bewältigen können. Die Schichtverschiebung kann schrittweise oder als eine große Verschiebung erfolgen.

Schwache Füllung, Unterextrusion

Wenn wir zu schnell drucken, kann der Extruder möglicherweise nicht mithalten und am Ende weniger Filament extrudieren, als die Software denkt, dass er extrudiert. Diese Unterextrusion erzeugt normalerweise eine schwache Füllung und schwächt somit die gesamte 3D-gedruckte Objektstruktur, da sie leicht brechen kann. Wir können dieses Problem identifizieren, wenn wir sehen, dass die Schichten zu dünn und die Füllung fadenziehend sind.

Klingeln

Wenn sich der Drucker zu schnell bewegt und eine plötzliche Richtungsänderung vornehmen muss, z. B. in einer scharfen Kurve, kann die Trägheit des Extruders erhebliche Vibrationen verursachen, die das Klingeln verursachen. Ringing ist ein sichtbarer Defekt eines unerwünschten Linienmusters auf der Oberfläche des 3D-gedruckten Objekts.

Überbrückung

Eine hohe Druckgeschwindigkeit kann die Überbrückungsqualität verringern. Wann immer ein Druck zwei Säulen mit einer hängenden Filamentextrusion verbinden muss (Bridging), braucht das Filament Zeit, um an der vorherigen Schicht zu haften. Wenn sich der Extruder zu schnell bewegt, kann das Filament nicht rechtzeitig anhaften, um eine Lücke zu überbrücken.

Andere Möglichkeiten, schnellere Druckzeiten zu erreichen

Verwenden Sie eine größere Düse

Mit einer Düse mit großem Durchmesser opfern Sie die Detailqualität im Austausch für eine kürzere Druckdauer, da eine größere Düse es ermöglicht, mehr Filament auf einmal zu extrudieren.

Drucken Sie mit einer dickeren Schichthöhe

Je dicker die Schichthöhe Ihres 3D-gedruckten Objekts ist, desto weniger Schichten müssen gedruckt werden, um Ihren Druck fertigzustellen. Der Nachteil dickerer Schichthöhen ist der Auflösungsverlust in Ihrem Modell.

Verringern Sie den Füllungsprozentsatz und die Anzahl der Schalen

Das Verringern des Füllungsprozentsatzes und der Anzahl der Schalen verringert die Gesamtfestigkeit eines 3D-gedruckten Objekts. Wenn wir diese Einstellungen verringern, wird die Menge des extrudierten Materials reduziert, wodurch wir schnellere Druckzeiten erzielen.

Beeinflusst der Filamenttyp die Druckgeschwindigkeit?

Die Art des zum Drucken verwendeten Filaments spielt eine wichtige Rolle bei der Druckgeschwindigkeit. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften variieren für jede Art von Filament und somit auch die empfohlenen Druckgeschwindigkeiten für jede von ihnen.

Dies sind gute Druckgeschwindigkeiten für einige der am häufigsten verwendeten Filamente:

Filament	Geschwindigkeit
ASA	20 / 50 mm/s
ABS	40 / 80 mm/s
PETG	40 / 90 mm/s
PLA	30 / 90 mm/s
NYLON	40 / 60 mm/s
HÜFTEN	25 / 55 mm/s
TPU	10 / 30 mm/s

Denken Sie daran, dass Sie Ihre Filamentspule immer auf die besten Geschwindigkeitseinstellungen überprüfen sollten, da sich diese Einstellungen je nach Hersteller ändern können.

Wie schnell kann ein 3D-Drucker drucken?

Wie ich bereits sagte, hängt die maximale Geschwindigkeit, die ein 3D-Drucker erreichen kann, von der Qualität seiner Komponenten ab. Bei den meisten gängigen FDM-Druckern für Verbraucher beträgt die durchschnittliche Druckgeschwindigkeit etwa 40 mm/s bis 80 mm/s, während einige bessere 100 mm/s bis 150 mm/s erreichen können.

Besonders hervorheben möchte ich das Projekt VORON. Dies ist ein nichtkommerzielles Projekt, das Benutzern die Möglichkeit gibt, ihren eigenen Drucker zu bauen. Die Pläne sind kostenlos Open Source und diese wunderbar konstruierten Maschinen können beeindruckende Druckgeschwindigkeiten erreichen. Die Baudokumentation ist großartig und Sie können die Montageanleitung von ihrer Website herunterladen.

Ender 3 (Pro und V2) Geschwindigkeitseinstellungen

Da der Ender 3 ein so beliebter Drucker ist, habe ich beschlossen, ein paar Geschwindigkeitstests sowie einige Benchs und Kalibrierungswürfel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten darauf durchzuführen, um herauszufinden, wie schnell ich zuverlässig drucken kann, ohne zu große Kompromisse bei der Qualität einzugehen.

So sind die Ausdrucke geworden (die Kamera meines Telefons ist nicht die beste, um Klingeln und Geisterbilder zu erkennen, also müssen Sie sich vielleicht auf mein Wort verlassen, was besser geworden ist):

Geschwindigkeitstest:

Während es auf dem Bild vielleicht nicht so offensichtlich ist, gab es bei 200 mm/s absolut keine Geisterbilder und 40 mm/s war sehr ähnlich. Ab 60 mm/s sieht man jedoch deutlich mehr Geisterbilder.

Wenn man denselben Druck von den Seiten betrachtet, ist die Höhe, wo er mit 20 mm/s und 40 mm/s gedruckt wurde, auch etwas glatter als alle anderen Teile.

Bench-Test:

Auch wenn es auf diesem Bild vielleicht nicht sehr offensichtlich ist, wies der mit 90 mm/s gedruckte Benchy etwas mehr Geisterbilder und einige kleine wulstige Schichtlinien auf, aber der Unterschied war nicht so auffällig, wie ich erwartet hatte.

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