Alexandre Girard Il y a eu beaucoup de controverses concernant la meilleure vitesse d’impression nécessaire pour produire la meilleure qualité d’impression. Comment déterminer le niveau de vitesse que l’on peut définir et qui ne laisse pas tomber la qualité ?
Les vitesses plus faibles permettent généralement d’obtenir une meilleure qualité d’impression 3D lorsque vous n’avez pas correctement optimisé votre imprimante 3D. Lorsque vous avez une bonne stabilité, que vous avez retiré le mou des pièces de votre imprimante 3D, une vitesse élevée a moins d’effet sur la qualité d’impression. Une fois optimisée, la principale chose qui retient la vitesse est le débit.
À la fin de cet article, vous seriez pleinement conscient des conséquences de la vitesse sur la qualité de votre impression et vous obtiendriez également de faire des choix intelligents lorsque vous décidez de la meilleure approche concernant le réglage de la vitesse de votre imprimante 3D pour produire la meilleure qualité.
La réponse générale à cette question est oui, plus la vitesse d’impression que vous utilisez est rapide, plus la qualité de la pièce que vous imprimez est faible. Ce n’est pas si évident, car il existe de nombreux facteurs qui affectent la vitesse d’impression 3D, ce qui ne se traduit pas nécessairement par une qualité moindre.
Essayez-vous d’imprimer une pièce fonctionnelle et porteuse ? Essayez-vous de construire une belle pièce esthétique dont vous voulez qu’elle soit durable ? .
La qualité est subjective en fonction de ce que vous essayez d’obtenir, mais cet article va tenter de comparer les facteurs de qualité habituels avec les facteurs de vitesse.
Le compromis entre vitesse et qualité
La première chose à noter ici est de savoir à quel point la vitesse affecte la qualité ? .
La première chose à mettre au clair dans cette discussion est de savoir quels facteurs nous entendons quand nous disons vitesse et qualité ?
Vitesse
- Temps d’impression
Qualité
- La douceur de la ligne de couche
- Résistance de l’impression
- Durabilité de l’impression
- A l’apparence du modèle tranché
- L’absence d’imperfections
Les facteurs d’estimation du temps que Cura nous donne sont les suivants :
- Remplissage – Facteur principal
- Murs intérieurs – Facteur principal
- Murs extérieurs – Facteur principal
- Retractions – Mineures
- Peau – Mineure
- Peinture – Insignifiant
- Déplacement – Facteur principal
La vitesse se résume à la durée de réalisation de l’impression, mais il y a plus. Avec la vitesse, moins nous devons extruder de matière, plus les temps d’impression seront rapides, donc cela est étroitement lié au temps d’impression dans son ensemble.
Donc, tous les moyens que nous pouvons utiliser pour réduire la matière extrudée vont réduire le temps d’impression, mais ceux-ci pourraient avoir un effet négatif sur la qualité de l’impression, en fonction de ce qui est fait.
La qualité de l’impression dépend de la qualité de l’impression.
Si vous utilisez des paramètres de remplissage plus faibles, votre force d’impression est-elle réduite ? Très probablement d’après les tests qui ont été effectués. Moins vous utilisez de remplissage, moins vos pièces ont tendance à être résistantes.
La qualité de l’impression dépend de la qualité de l’impression.
La qualité a des facteurs plus complexes qui peuvent être assez difficiles à tester, à moins d’avoir certaines machines et beaucoup de pièces imprimées en 3D à votre disposition.
CNC Kitchen dispose exactement de cela et a donc mené quelques expériences sur la résistance des pièces.Ils ont conclu de nombreux points que vous pouvez voir par vous-même dans la vidéo ci-dessous.
La qualité a des facteurs plus complexes qui peuvent être assez difficiles à tester, à moins que vous ne disposiez de certaines machines et de beaucoup de pièces imprimées en 3D.
Une fois que vous aurez déterminé les facteurs de qualité qui vous importent, nous pourrons répondre correctement à la question de la vitesse par rapport à la qualité et savoir si des vitesses plus lentes améliorent la qualité d’impression.
Nous allons voir quels facteurs influencent la vitesse d’impression, et justement quels effets ils ont sur la qualité d’impression.
- Réglage de la vitesse d’impression
- Taille de la buse
- Hauteur de la couche
- Nombre de parois/coques
- Remplissage
- Rétraction
- La largeur de la ligne/extrusion
Il faut également savoir que les paramètres d’accélération et de saccade vont faire une différence significative dans la vitesse de déplacement de l’imprimante. Pour des raisons de simplicité, je les ai gardés identiques aux valeurs par défaut définies par mon Ender 3 et Cura.
Réglage de la vitesse d’impression
Je suis sûr que vous remarquez un modèle ici, lorsque nous atteignons 60mm/s, cela ne fait pas de différence d’augmenter la vitesse d’impression à 100mm/s. La raison en est que l’imprimante n’a pas l’occasion d’atteindre réellement ces vitesses plus élevées.
Cela a tendance à se produire lorsque les impressions sont plus petites et ne nécessitent pas un grand déplacement sur le lit de l’imprimante.
Pour prouver cette théorie, j’ai mis à l’échelle la Tour de vitesse de calibration 300% pour voir quelle différence cela fait dans le temps d’impression
| Vitesse d’impression | Temps d’impression |
|---|---|
| 20mm/s | 1 heure 54 minutes |
| 40mm/s | 1 heure 5 minutes |
| 60mm/s | 1 heure 1 minute |
| 80mm/s | 1 heure 1 minute |
| 100mm/s | 1 heure 1 minute |
Comme vous pouvez le constater, lorsque nous donnons à une imprimante 3D la possibilité d’atteindre ces vitesses plus élevées, le temps d’impression se réduit drastiquement.
Ce que nous voulons savoir, c’est quelle différence de qualité d’impression allons-nous constater en imprimant à 100 mm/s par rapport à 40 mm/s ?
De plus, y aura-t-il une grande différence entre 20mm/s et 40mm/s par rapport à 80mm/s et 100mm/s ?
Taille de la buse
Cela a un effet direct à la fois sur le temps d’impression et sur la qualité de votre impression. C’est un fait bien connu que le fait d’avoir une taille de buse plus grande augmentera les débits, tout en diminuant la résolution d’impression.
La hauteur de la couche a tendance à être un certain pourcentage de la taille de votre buse, donc l’utilisation d’une buse de 1 mm va juste diminuer cette qualité d’impression.
Hauteur de la couche
Similaire à la taille de la buse, la hauteur de couche est essentiellement ce que nous utilisons pour catégoriser la résolution d’impression. Vous ne pouvez pas obtenir des détails aussi complexes que possible lorsque vous utilisez une grande hauteur de couche, et essentiellement, plus la hauteur de couche est grande, plus les détails sortent pauvres.
Les grandes hauteurs de couche sont généralement utilisées pour des pièces qui ne sont pas destinées à être jolies ou que les gens veulent simplement faire imprimer rapidement. Les prototypes, les grandes pièces ou les pièces à faible poly sont les endroits où vous verrez des hauteurs de couche plus importantes, car la qualité n’est pas prioritaire avec eux.
Nombre de parois/coquilles
Celle-ci est assez importante dans la mesure où des tests ont été réalisés pour montrer que cela a un impact énorme sur la résistance de la pièce. L’augmentation du nombre de parois ou de coquilles renforce les points extérieurs plus faibles d’une pièce, ce qui permet d’obtenir une pièce durable et solide.
L’avantage de cette méthode est qu’elle n’augmente pas le temps d’impression autant qu’on pourrait le penser.
Le compromis entre l’augmentation du nombre de parois et la qualité d’impression en termes de résistance de l’impression est excellent. En d’autres termes, si la résistance de l’impression est un facteur de qualité que vous recherchez, l’une des premières choses que vous devriez faire est d’augmenter le nombre de murs/coquilles/périmètres.
Un nombre de lignes de murs de 6 plutôt que 2 à partir de la tour de vitesse de calibrage originale à l’échelle 300%, passe de 8 heures et 29 minutes, à 10 heures et 15 minutes. Cependant, le matériau utilisé passe tout de même à 135 g, contre 78 g.
Nous avons triplé le nombre de murs dans cette impression, mais ajouté presque deux fois la quantité de matériau. La différence de qualité en termes de résistance est extrêmement significative ici, donc si la résistance est votre objectif, c’est un bon choix à utiliser.
Remplissage
Le remplissage va définitivement augmenter la quantité de matériau extrudé, ce qui peut être une énorme différence en fonction de l’importance de votre pourcentage de remplissage. La différence entre un pourcentage de remplissage de 10% & ; 100% est extrêmement significative, surtout dans les pièces plus grandes.
Pour la tour à l’échelle 300%, avoir 0 remplissage nous donne un temps d’impression de 4 heures 55 minutes avec seulement 62g utilisés.
Modèle de remplissage cubique:
| Vitesse d’impression | Temps d’impression |
|---|---|
| 20mm/s | 22 heures 30 minutes |
| 40mm/s | 13 heures 18 minutes |
| 60mm/s | 10 heures 28 minutes |
| 80mm/s | 9 heures 9 minutes |
| 100mm/s | 8 heures 29 minutes |
Le remplissage est également lié aux réglages de résistance, mais peut aussi avoir un impact sur l’esthétique, en fonction de l’épaisseur des murs, de l’épaisseur du haut & ; du bas, etc. car on peut parfois voir le motif du remplissage à travers les impressions.
Rétraction
Le paramètre de rétraction n’est pas très significatif en ce qui concerne le temps d’impression 3D, mais il peut faire une grande différence sur la qualité d’impression. La présence de cordage survient généralement lorsque les paramètres de rétraction ne sont pas réglés, ou correctement allumés du tout.
La rétraction est le moment où votre extrudeuse tire en arrière le filament à l’intérieur de la chambre d’impression tout en se déplaçant vers une autre zone, afin que le filament ne s’échappe pas accidentellement.
Lorsque vous comprenez ce réglage, c’est une bénédiction pour votre qualité d’impression et pas tellement un facteur négatif sur les vitesses d’impression.
La vitesse d’impression.
La largeur de ligne/extrusion
Lorsque vous utilisez les paramètres de Cura, la différence entre les vitesses d’impression fait une différence massive dans le temps exact que prendra une impression. Par exemple, lorsque je tranche une tour de vitesse à 100mm/s, j’obtiens un temps d’impression estimé à 1 heure et 1 minute.
En revanche, une vitesse d’impression de 20mm/s me donne un temps de 1 heure et 54 minutes, soit presque le double!
Dans Cura, ils mentionnent comment une légère réduction de la largeur de la ligne peut en fait entraîner des impressions de meilleure qualité, alors combien de temps le fait de faire cela ajoute-t-il au temps d’impression ?
Toutes choses égales par ailleurs, la diminution de la largeur de ligne à 0,3 mm au lieu de 0,4 mm fait passer le temps d’impression de 8 heures et 29 minutes à 9 heures et 36 minutes.
Il s’agit donc de 509 minutes.
C’est 509 minutes qui passent à 576 minutes, soit une augmentation de 13% du temps d’impression. Cela entraînerait-il une augmentation de 13 % de la qualité d’impression ? Assez difficile à dire, étant donné que la qualité ne peut pas être quantifiée aussi facilement que le temps d’impression.
Il s’agit plutôt d’une augmentation du temps d’impression.
C’est plus ainsi jusqu’à votre perception avec la façon dont les lignes de la couche ont l’air et la façon dont le modèle imprimé semble précis par rapport au fichier tranché.
Cela signifie-t-il que la vitesse affecte la qualité de votre impression ? Oui, selon la qualité que vous échangez contre le temps d’impression, mais dans la plupart des cas, une vitesse plus faible devrait se solder par des impressions de meilleure qualité.
Il est également très important de noter qu’une impression trop lente, peut entraîner une accumulation de chaleur sur la pièce et provoquer un gauchissement du plastique, ceci est particulièrement vrai pour les matériaux PLA.
Cela signifie que pour obtenir la meilleure qualité d’impression en utilisant la bonne vitesse, cela dépend de trois choses ; le type de matériau, le type d’imprimante 3D et les réglages de votre machine.
Autres facteurs qui affectent la vitesse et la qualité
Le type de matériel
Les matériaux comptent lorsqu’il s’agit de déterminer la vitesse VS la qualité.
Il existe différents matériaux appelés filaments que vous pouvez utiliser pour l’impression. Chacun de ces filaments lorsqu’il est imprimé à la même vitesse peut donner une qualité d’impression variée en raison de la différence de leur texture et non en raison de la vitesse de votre imprimante 3D.
Ce que cela signifie, c’est que vous pouvez toujours imprimer en haute qualité à une vitesse élevée et cela dépend du type de filament que vous choisissez. Cela n’est cependant pas applicable à toutes les imprimantes.
La FDM par exemple a une limite très dure en ce qui concerne la vitesse d’impression car les filaments ne peuvent pas être introduits dans l’extrudeuse au-delà d’un certain taux.
De plus, imprimer trop lentement en utilisant un matériau PLA peut causer un warping et vous ne voulez absolument pas cela. Cela montre que l’impression lente pourrait être favorable sur certains filaments par rapport à d’autres.
Le type d’imprimante 3D
Il est nécessaire de réitérer que la qualité de votre impression est déterminée par la vitesse de votre imprimante mais si vous devez imprimer à une vitesse supérieure à ce qui est la vitesse normale acceptable, cela serait alors déterminé par la capacité de votre machine à gérer cette vitesse.
Par exemple, une imprimante chinoise bon marché si elle est réglée à une vitesse plus élevée doit s’attendre à avoir beaucoup de défauts de conception, de slops et peut-être de backlash.
Par contre, une imprimante 3D delta ou Core-XY bien conçue avec un réglage Bowden peut vous donner une vitesse plus rapide sans diminution de la qualité si vous améliorez la vitesse en diminuant la masse de votre extrudeur.
La vraie question, cependant, est de savoir combien d’imprimantes 3D sont fidèles à leur parole de fournir un temps d’impression plus rapide sans compromettre la qualité ?
Il ne fait aucun doute qu’une imprimante 3D haut de gamme a un meilleur potentiel de vitesse plus rapide, ainsi qu’une meilleure qualité que les imprimantes 3D moins chères. Assurez-vous que si la qualité et la vitesse sont ce que vous recherchez, vous obtenez une machine solide et fiable.
Profils d’impression
C’est un outil très utile que vous pouvez utiliser pour le tranchage en impression 3D.
Un profil d’impression est essentiellement un lot de paramètres que vous enregistrez pour le type particulier d’impression que vous visez. C’est dans ce profil d’impression que vous pouvez arriver à fignoler la vitesse des différents filaments que vous choisissez d’imprimer.
Cela signifie que vous pouvez avoir un profil d’impression spécifique pour chaque que chaque filament que vous utilisez.
Un exemple est, vous pouvez enregistrer un profil d’impression pour travailler avec un TPU en ajustant ou modifiant la température ou les vitesses d’impression ou tout autre paramètre que vous jugez nécessaire d’ajuster. Le choix d’un profil d’impression est basé sur le matériau et ce qui fonctionne bien avec lui.
Vous pouvez avoir jusqu’à 5 à 6 profils d’impression différents que vous pouvez utiliser régulièrement et même avoir les différentes configurations enregistrées.
Pourquoi la vitesse d’impression affecte la qualité ?
Bien que le concept d’impression 3D soit révolutionnaire et que beaucoup de gens commencent à se plonger dans cette partie de l’industrie, la lenteur requise dans l’impression des matériaux pose encore un problème à beaucoup de gens.
C’est particulièrement vrai pour les fabricants qui ont un grand nombre de produits à imprimer.
Les fabricants préfèrent que leurs produits soient fabriqués en série dans une usine plutôt que de passer tout ce temps à attendre qu’une imprimante 3D produise une impression de haute qualité.
Ce que font certains autres amateurs d’impression 3D, cependant, c’est de trouver un moyen de manipuler la vitesse de leur machine et cela diminue la qualité. Il est tout à fait compréhensible que beaucoup d’entre eux s’impatientent et essaient de faire cela.
D’une part, ils ne comprennent pas comment la vitesse d’une imprimante devrait affecter la qualité.
Si vous utilisez des filaments de premier ordre et que votre imprimante est réglée pour donner la meilleure qualité, comment alors quelque chose d’aussi banal que la vitesse d’impression d’une imprimante peut-elle affecter le résultat de l’ensemble du processus d’impression ? Voici pourquoi;
Il y a eu une récente poussée dans la disponibilité des imprimantes 3D. Tous ceux qui semblent être intéressés par cette industrie, peuvent obtenir un meilleur accès à une imprimante 3D.
Il y a des imprimantes 3D de bureau disponibles partout et il est très facile et tout à fait raisonnablement abordable de mettre la main sur une imprimante. La raison pour laquelle une imprimante 3D est abordable aujourd’hui, est l’une des principales raisons pour lesquelles la vitesse rapide affecte la qualité d’impression.
Suite à la tendance soudaine de l’impression 3D, les fabricants ont compris l’impact que le prix aurait sur la demande d’imprimantes 3D et ont décidé de la rendre abordable pour toute personne intéressée.
Ce qu’ils ont fait pendant la construction de l’imprimante 3D ordinaire a été d’acheter des pièces bon marché, des pièces particulièrement flexibles et légères. Ils ont fait cela dans le but de rendre les imprimantes 3D plus abordables.
Ce que cela signifie, c’est que si l’impression est accélérée, il y aurait une sorte de mouvement dans l’imprimante à cause des pièces bon marché.
Ces mouvements créent des vibrations importantes qui, à leur tour, provoquent une mauvaise qualité d’impression ou même endommagent l’impression dans son ensemble.
Ne confondez pas ces pièces bon marché avec des pièces de qualité inférieure. Les fabricants n’utilisent que des options plus abordables pour rendre l’imprimante 3D facilement disponible et abordable pour quiconque souhaite s’en procurer une.
Cela signifie-t-il qu’une machine plus coûteuse, avec des pièces plus chères, peut imprimer des impressions de qualité fine à une vitesse accélérée sans compromettre la qualité ?
Le contrôle des vibrations indésirables se traduit-il par une meilleure qualité d’impression ? À ces questions, nous pouvons sans risque répondre par l’affirmative. Le développement des imprimantes 3D ont mis l’accent sur la mise en place de personnes sur le terrain.
Lorsque les fabricants se concentrent réellement sur la vitesse d’impression, sans privilégier la facilité d’utilisation et les prix plus bas, les imprimantes 3D peuvent imprimer extrêmement rapidement. Au fur et à mesure que la technologie progresse, on ne peut que s’attendre à ce que les imprimantes 3D impriment plus vite, tout en conservant un haut niveau de qualité.
L’avenir de l’impression 3D et son impact sur la vitesse
Le monde commence à adhérer à ce phénomène et, à ce titre, les scientifiques et les ingénieurs sont prêts à faire des efforts supplémentaires pour trouver des moyens d’obtenir la meilleure qualité d’impression dans les plus brefs délais.
Il y a eu des inventions d’algorithmes et de machines 3D qui ont réussi à trouver une sorte de solution à ce problème. Bien que ces solutions ne soient pas encore largement adoptées, elles semblaient avoir une efficacité prouvée sur la vitesse de l’impression 3D.
Algorithme logiciel
Il y a eu des algorithmes créés pour mettre à jour le micrologiciel d’une imprimante 3D, permettant une accélération de la vitesse. Par exemple, l’algorithme de spline B filtré est dit faire usage du modèle de la dynamique de l’imprimante pour contrôler l’imprimante.
Cet algorithme particulier est dit aider à prévenir les vibrations indésirables donc donner à l’imprimante la capacité d’imprimer à une vitesse plus élevée, atténuant les vibrations inutiles et produisant ainsi une meilleure qualité d’impression.
Cet algorithme a été développé au laboratoire d’automatisation intelligente et durable de l’Université du Michigan et serait adopté par de nombreux individus.
Les imprimantes plus chères sont-elles meilleures ?
Le laboratoire de fabrication et de productivité du MIT a récemment construit une imprimante qui serait 10 fois plus rapide que les modèles traditionnels d’imprimantes de bureau et 3 fois plus rapide qu’un système à l’échelle industrielle de 100 000 $.
Avec cette imprimante, l’équipe du MIT a imprimé un engrenage conique hélicoïdal en 10 minutes et a également imprimé la monture d’une paire de lunettes en environ 3 minutes et 40 secondes.
Ces algorithmes et ces imprimantes plus grandes prouvent que l’avenir de l’impression 3D laisse place à la possibilité d’une impression à vitesse accélérée donnant une qualité d’impression optimale. Il y a encore beaucoup d’innovations.
Selon fastcompany.com, Icon, les gagnants des prix 2020 world changing idea de fast company a construit une très grande imprimante 3D capable d’imprimer les murs d’une maison en 24 heures.
Une autre histoire qui trouve son origine au Mexique a vu 50 familles emménager dans la première communauté imprimée en 3D au monde. L’avenir de l’impression 3D est sans aucun doute la vitesse accélérée, les imprimantes plus grandes et la possibilité d’utiliser les imprimantes 3D pour imprimer à peu près n’importe quoi.
Les imprimantes 3D sont-elles toutes lentes ?
Toutes les imprimantes 3D ne sont pas lentes, puisque certaines peuvent atteindre des vitesses d’impression vraiment élevées sans compromettre autant la qualité que d’autres imprimantes. Les imprimantes 3D Delta sont connues pour être les plus performantes en termes de vitesse.
Si vous vous demandez si l’impression 3D est trop lente en général, elle est lente si vous la comparez à de nombreuses méthodes de fabrication traditionnelles. Lorsque vous comparez la vitesse de l’impression 3D lorsqu’il s’agit de prototypage, vous constaterez que l’impression 3D est la plus performante.
Ce n’est pas pour rien qu’on l’appelle le prototypage rapide : vous pouvez créer très rapidement des objets 3D qui n’étaient au départ qu’une idée de base.
Certaines personnes demandent : ” peut-on imprimer en 3D trop lentement ? ” en termes de réglages et de vitesse. Vous pouvez imprimer 3D trop lentement car le filament dans la buse peut surchauffer s’il reste trop longtemps dans la chambre de la buse. Vous pouvez diminuer votre température d’impression si vous souhaitez imprimer à une vitesse lente pour tenir compte de ce phénomène.
Conclusion
La vitesse d’impression est finalement un équilibre entre des facteurs variés, tous aussi cruciaux les uns que les autres. Vous avez besoin du bon filament qui peut s’écouler et se fixer à des vitesses élevées et vous avez également besoin d’une machine qui est mécaniquement conçue pour imprimer à des vitesses plus élevées si vous devez imprimer à une vitesse plus élevée.
La règle générale cependant pour obtenir la meilleure qualité d’impression à ce jour, est que plus la vitesse est faible, meilleure est la qualité.
Que vous décidiez ou non de trouver une machine qui vous promet un temps d’impression plus rapide, la vitesse ne peut pas être ajustée au-delà d’un certain mm/s pour chaque machine. Ce que cela signifie, c’est qu’indépendamment de toute machine ou filament que vous choisissez, plus la vitesse de l’imprimante 3D est lente, meilleure est la qualité.
| Pourcentage de remplissage | Temps d’impression | Grammes de matériau |
|---|---|---|
| 5% | 6 heures 4 minutes | 66g |
| 10% | 6 heures 55 minutes | 70g |
| 20% | 8 heures 29 minutes | 78g |
| 30% | 9 heures 44 minutes | 86g |
| 60% | 12 heures 59 minutes | 111g |
| 80% | 15 heures 13 minutes | 128g |
| 100 | 18 heures 35 minutes | 139g |
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