La impresión 3D incluye una serie de tecnologías diferentes que logran el mismo resultado, pero a menudo en diferentes niveles de calidad e integridad. Lo que depara el futuro puede ser una evolución de la tecnología que tenemos ahora o tal vez una completamente nueva … pero tenga la seguridad de que mejorará, ya que las cosas en este momento diría que todavía están en su infancia.
En cuanto a los detalles, tengo la mayor experiencia con el método más utilizado por un entusiasta de la impresión 3D promedio … FDM (modelado de deposición fundida) o FFF (fabricación de filamentos fusionados). Es su funcionamiento básico de filamento de plástico a través de un bloque calentado (el caliente final) y depositarlo en una placa de construcción en una serie de capas. Así que me centraré en eso por el bien de esta respuesta. Quizás otros puedan intervenir en los detalles de otros procesos como SLA o sinterización.
Aquí hay un vistazo a una impresión que utiliza FDM que acabo de terminar de ejecutar después de 11 horas pausadas … sí, lento.
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Dato curioso: a los romanos les encantaba el rosa fuerte.
La impresión FDM en realidad tiene múltiples metodologías en sí misma. El anterior usa un diseño de estilo cartesiano tradicional con un eje X, Y y Z estándar. Como probablemente pueda ver, cuando el cabezal de impresión se mueve, hay una cantidad decente de masa que tiene que maniobrar. Para complicar las cosas, su dirección cambia constantemente, por lo que si va demasiado rápido, recibirá mucha vibración, lo que a su vez degradará la impresión. Vaya demasiado rápido y simplemente arrojará espagueti de color rosa intenso a todas partes y posiblemente otras piezas de la impresora también. Lo creas o no, la velocidad de los motores paso a paso no es realmente la limitación, pueden moverse bastante rápido cuando lo desean, pero la velocidad no sirve de nada sin precisión. Sin duda, se pueden hacer cosas para permitir que este estilo de impresora se mueva más rápido, como reducir la masa del cabezal de impresión. Menos masa, menos inercia para superar y más rápido puedes ir. Este equipo en particular no es excelente para la velocidad, mucha masa en el carro de impresión. No tiene uno, sino dos extrusoras, lo que lo hace bastante estridente a alta velocidad. Podría reconfigurarlo para que sea un cabezal solitario e incluso mover el extrusor fuera del carro de impresión y “empujar” más filamento hacia el extremo caliente en lugar de tirar de él la mayor parte del camino. (Llamado configuración de Bowden). Incluso hacer este tipo de cosas solo te dará ganancias relativamente mínimas.
Pasando a otro formato para FDM, la configuración delta:
Fuerza Delta. Chuck Norris lo aprobó.
Este niño malo usa prácticas funciones trigonométricas para moverse en el espacio. La principal ventaja de este tipo de sistema es que el efector puede cambiar de dirección casi instantáneamente, lo que ayuda a acelerar las cosas muy bien.
Otro formato de movimiento FDM es el diseño “Polar”. Lo que lo convierte en un copo de nieve especial es el hecho de que mantiene su cabeza estacionaria y gira una placa base debajo de ella para llegar a donde debe ir. Es bastante eficiente espacialmente gracias a su relación muy especial con Pi.
Ahora mírame azotar.
Ok, esa es la variada mecánica de FDM en pocas palabras. Ahora … finalmente para llegar a sus preguntas. Velocidad. ¿Qué tan rápido pueden ir? Bueno … sabes que eso realmente depende de qué método estamos hablando y qué es exactamente lo que estás imprimiendo, pero para todos los efectos, diría que no verás mucho más allá de 150 mm / s sin algunas modificaciones pesadas y rendimientos seriamente decrecientes. SÍ, hay “hot rodders” que pueden alcanzar velocidades aún más rápidas … especialmente en una plataforma delta, pero la calidad y la repetibilidad ciertamente se verán afectadas.
La esencia de esto es esto: ¿sabes esa columna rosa fuerte que mostré arriba? Lo imprimí a 50 mm / sy tardé 11 horas en la configuración que tenía. Incluso si maximizo la velocidad y tomo el golpe en la calidad, aún tomaría cerca de 3.5 horas para construir … lo que sigue siendo lento, pero no insoportablemente lento.
Entonces, la mecánica es un aspecto de lo que limita la velocidad, el otro es la manera en que la impresora construye su objeto. Obviamente, imprimir un objeto sólido frente a uno hueco será mucho más lento. No siempre es práctico imprimir algo hueco, ya sea porque algunas de las capas no tendrían nada sobre lo que descansar y la gravedad la derribaría, o porque se requiere más fuerza de la parte final. A medida que el software de corte (el software que convierte un modelo en capas de trayectoria que se coloca) se vuelve más eficiente en la forma en que hace lo suyo, veremos ganancias de velocidad más dramáticas. Entonces, ¿será más rápido? Sí, pero gracias a sus limitaciones mecánicas, las impresoras FDM siempre serán un límite de velocidad efectivo que evitará que se convierta en el próximo replicador que vea en Star Trek.
Maldición.
Lo que necesitamos es una nueva forma, y de hecho tendría que estar de acuerdo con la evaluación de Michael Sporer. DLP probablemente será la puerta de entrada a velocidades más altas en el futuro. Las técnicas de proyección DLP que utilizan resinas líquidas fotosensibles tienen el potencial de ser órdenes de magnitud más rápido, ya que pueden colocar capas enteras a la vez. Todavía hay algunas limitaciones de costo y facilidad de uso para superar, pero si la velocidad es el nombre del juego, estas podrían ser cosas razonables para sacrificar. Apostaría mucho dinero a que el DLP del futuro probablemente usará múltiples proyectores para acelerar aún más las cosas. Lo que puede ser interesante de ver es si alguien puede diseñar una versión que se proyecte en múltiples ejes y sintonice el fotopolímero para que reaccione solo donde esas fuentes de luz se cruzan, un holograma de luz aditivo. Si eso falla, es posible que tengamos el próximo replicador en tiempo real en nuestras manos. 😉
Hazlo así.
