¿Por qué las impresoras 3D son tan lentas?

لماذا الطابعات ثلاثية الأبعاد بطيئة جدًا؟ - شروحات

La impresión 3D se ha vuelto menos costosa y más confiable en los últimos años. Los materiales amigables para principiantes como PLA y PETG han hecho que hacer el hogar sea más fácil que nunca. Desafortunadamente, el proceso de impresión 3D real sigue siendo muy lento y, en muchos casos, requiere una impresión que dura varios días.

¿Por qué las impresoras 3D continúan funcionando a un ritmo tan lento, cuando han estado disponibles para los consumidores durante más de una década? Echa un vistazo a los tipos de impresión 3D que no sabías que existían.

La respuesta se encuentra en los desafíos de ingeniería y producción detrás de hacer que la impresión 3D sea comercialmente viable. Echemos un vistazo a estos desafíos y la tecnología prometedora que podría hacer que la impresión 3D sea más rápida para todos.

La plataforma de impresión no se mueve rápido

La razón se debe principalmente a la aparición de una impresora 3D típica para los consumidores. Mientras que buscar impresoras 3D en Amazon arrojará resultados que parecen casi indistinguibles entre sí. Es un subproducto desafortunado de las impresoras 3D de consumo que se basan en el diseño de la Prusa i3. Parece que no hay mejor enfoque para la producción masiva de impresoras baratas. Desafortunadamente, esta búsqueda de rentabilidad se produce a expensas de la velocidad.

Echemos un vistazo rápido al sistema de movimiento Prusa i3 para entender por qué.

¿Por qué las impresoras 3D son tan lentas?  - explicaciones

La categoría de consumidor promedio de impresión 3D son principalmente dispositivos baratos porque no es complicado. Esta simplicidad se extiende también a su sistema de movimiento. Por ejemplo, el eje X incluye el cabezal de impresión que se mueve a lo largo de una ranura de aluminio en forma de V. El eje Z, a su vez, mueve todo el conjunto del eje X hacia arriba y hacia abajo. Esto puede sonar pesado, pero no es una preocupación importante porque las impresoras 3D se mueven a lo largo del eje Z con poca frecuencia y con una fracción de milímetro a la vez.

Sin embargo, la configuración del eje Y para estas impresoras es definitivamente subóptima. Este débil centro se encargó de la abrumadora tarea de mover toda la plataforma, que también resulta ser el componente más pesado de una impresora 3D. Para imprimir rápidamente, es mejor que los componentes móviles sean lo más livianos posible. El cabezal de impresión de 150 g ya es difícil de mover rápidamente, manteniendo la precisión en los límites micrométricos.

Ahora, imagina hacer lo mismo con una plataforma de 1,5 kg. No sorprende que las impresoras 3D que utilizan el diseño Prusa i3 se llamen coloquialmente fabricante de camas por este motivo.

¿Qué sucede cuando imprime rápido de todos modos?

Hemos descubierto por qué una impresora 3D normal es tan lenta. Pero, ¿y si deshabilitamos los límites del software en términos de velocidad de escritura y aceleración para imprimir en menos tiempo de todos modos? La capacidad de moverse rápidamente ejerce una enorme presión sobre los motores paso a paso y hace que se sobrecalienten. La calidad de impresión es la primera víctima en la lucha entre un motor débil y un bloque obstinado por una plataforma pesada. Esto se manifiesta como rebabas o sombras causadas por la vibración excesiva asociada con la impresión rápida.

En casos extremos, los componentes de una impresora 3D pueden vibrar con el tiempo. Aunque los tornillos son fáciles de volver a apretar, una impresión rápida en la Prusa i3 a menudo resulta en un desgaste irreversible de los componentes que provocan el movimiento. Los más afectados son los rodillos de ranura en V baratos que se utilizan en el sistema de movimiento de tales impresoras. Las ruedas de plástico que corren a lo largo de pistas en forma de V sobre aleaciones de aluminio se desgastan significativamente cuando se exponen a altas velocidades de impresión.

Una impresora 3D típica basada en el diseño de la Prusa i3 no puede imprimir rápidamente con ningún grado de calidad o confiabilidad a largo plazo. Pero, ¿qué pasa con las impresoras basadas en diferentes diseños? Debería haber alternativas viables adecuadas para la impresión rápida, ¿verdad?

Impresoras Delta: baratas, rápidas, pero imprecisas

Las impresoras 3D Delta están específicamente diseñadas para ser rápidas. Su cabezal de impresión liviano es más rápido y más controlable debido a su impulso inherentemente bajo. Además, el diseño de Delta utiliza menos componentes en comparación con otros dispositivos de rack de plataforma, lo que hace que su fabricación sea más económica. Las impresoras baratas y rápidas suenan perfectas, pero ¿por qué no vemos suficientes?

¿Por qué las impresoras 3D son tan lentas?  - explicaciones

Las impresoras basadas en el diseño Delta se comprometen demasiado en su búsqueda de velocidad. Los cabezales de impresión livianos incorporados hacen que sea imposible usar una extrusora de accionamiento directo. Mientras tanto, las limitaciones de la extrusora de Boden solo hacen que las impresoras delta no puedan manejar filamentos flexibles, lo que compromete su versatilidad.

Sin embargo, su mayor compromiso se presenta en forma de mala calidad de impresión, especialmente al imprimir formularios grandes distribuidos horizontalmente. Además, la calidad de impresión de la superficie lograda por Delta no se puede comparar con las cuerdas de cama. Esto se ve exacerbado por la cama circular que limita el tamaño de la mampostería y su tendencia general a sobresalir solo en ediciones largas.

Estas limitaciones son lo suficientemente graves como para que la industria de la impresión 3D de consumo haga de las impresoras delta un nicho a pesar de su impresionante velocidad y rentabilidad. Vea las mejores impresoras 3D para principiantes por menos de $500.

Impresoras CoreXY: la velocidad tiene un precio

Las impresoras más rápidas que existen se basan en la cinemática CoreXY. Este es un sistema de movimiento avanzado en el que la plataforma es en gran medida estacionaria, pero el cabezal de impresión más ligero se mueve muy rápidamente. A diferencia de las impresoras Delta, el diseño CoreXY mantiene la calidad al tiempo que permite el uso de una extrusora directa.

¿Por qué las impresoras 3D son tan lentas?  - explicaciones

El único problema es que la extrema complejidad y los altos costos involucrados en este modelo hacen que los consumidores no puedan usar estas impresoras. Como tal, las impresoras CoreXY permanecen restringidas a proyectos especializados de código abierto dirigidos a entusiastas de la impresión 3D. Esto no es sorprendente considerando que la impresora 3D CoreXY promedio cuesta entre $ 1,000 y $ 2,000 solo en partes.

Los fabricantes de impresoras 3D de consumo no han descubierto cómo hacer que esta tecnología sea barata y lo suficientemente accesible para el usuario promedio. Echa un vistazo a nuestra revisión de Ender 3 Pro: ¿Es la mejor impresora 3D asequible?

La velocidad en impresoras 3D que no te puedes permitir

En resumen, la impresión 3D rápida es costosa. Puede obtener una impresora delta económica que funcione rápidamente a costa de la calidad y el tamaño del diseño, o puede gastar una fortuna en una máquina CoreXY. Ninguno de estos extremos se ajusta bien a los requisitos de los consumidores.

Es por eso que casi todas las impresoras 3D de consumo se basan en el diseño de la Prusa i3. Estas impresoras pueden ser lentas, pero aún así logran un buen equilibrio entre precio, características y rendimiento. La velocidad es una víctima desafortunada de la fabricación de impresoras 3D que tiene un gran atractivo en el mercado. Ahora puedes ver una explicación de cómo funciona la impresora 3D y sus características más importantes.

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