Швидкість друку в 3D: що це і як знайти золоту середину

Уявіть: модель, яку слайсер обіцяє надрукувати за 2 години, раптом розтягується на 5. Або навпаки -друк закінчується за годину, але поверхня виглядає, ніби її обробили наждачкою. Усе це через швидкість друку. Це не просто цифра в налаштуваннях, а ключовий фактор, що визначає, скільки часу займе завдання і чи буде результат придатним для використання. У статті розберемо, як працює швидкість, які бувають типи, і як налаштувати її так, щоб не платити якістю за швидкість.

Що насправді означає швидкість друку

Коли новачки відкривають Cura і бачать поле “Print Speed”, то думають: ось воно, головне. Поставив 100 мм/с – і полетів. А на ділі ця цифра – лише верхівка айсберга. Під нею ховається ціла система налаштувань, які між собою пов’язані, як шестерні в годиннику. Зміниш одну – потягне за собою інші.

Основні складові швидкості

У слайсерах швидкість розбита на частини, бо принтер робить різні речі в різний час. Ось що ховається за кожною:

• Швидкість стінок: це те, що формує зовнішній вигляд моделі. Зовнішня стінка йде повільніше, бо від неї залежить, чи буде поверхня гладкою, чи з хвилями.
• Швидкість заповнення: внутрішня структура. Її ніхто не бачить, тому можна гнати швидше, економлячи час.
• Швидкість переміщень: рух головки без пластику. Тут можна ставити максимум, але обережно – надто швидко, і з’являться примарні лінії.
• Швидкість втягування: як швидко нитка ховається назад. Повільно – нитки, швидко – шліфування пластику.

Чому не можна просто поставити 200 мм/с скрізь

Уявіть собі: принтер рухається на 200 мм/с, але на повороті не встигає зупинитися. Результат – вібрації, дзвін, зсув шарів. Це як гнати на авто по серпантину без гальм.

Приклад з практики – рукували корпус для дрона. Поставили 120 мм/с для стінок – отримали дзвін по краях. Знизили до 70 мм/с – поверхня ідеальна, час зріс на 40 хвилин. Але клієнт був задоволений, бо деталь сіла на квадрокоптер без шліфування.

Як швидкості взаємодіють між собою

Зміна однієї тягне за собою інші. Ось типові зв’язки:

• Збільшили швидкість заповнення: принтер швидше рухається, але більше втягувань. Треба підняти швидкість втягування.
• Підняли переміщення до 300 мм/с: менше часу на холості, але сильніші вібрації. Потрібно підвищити acceleration.
• Знизили швидкість стінок: краща якість, але більше часу на шар. Можна компенсувати грубішим шаром.

Різниця між середньою і реальною швидкістю

Слайсер показує “середню швидкість”. Але принтер рідко їде на постійній швидкості. Він:

1. Розганяється (acceleration)
2. Їде на максимумі (короткі ділянки)
3. Гальмує перед поворотом (jerk)
4. Чекає охолодження шару

Тому реальна швидкість завжди нижча на 20-40%. Особливо на маленьких моделях з купою деталей.

Завжди друкуйте тестову модель перед великим проектом. Робіть “швидкісний сніданок” – куб 30x30x30 мм з різними налаштуваннями. 15 хвилин – і будете знати, що працює на конкретному принтері з конкретним пластиком.

Як зрозуміти, що швидкість за висока

Є явні ознаки:

• Дзвін (ringing): хвилі біля кутів
• Примарні лінії: повторювані візерунки на поверхні
• Підекструзія: дірки між лініями
• Зсув шарів: модель “пливе”

Якщо бачите хоч один – знижуйте швидкість на 10-15% і тестуйте знову. Краще втратити 20 хвилин, ніж переробляти всю модель.

Де друкувати швидко і якісно: досвід в Easy3DPrint

Ми в Easy3DPrint займаємося 3D-друком по всій Україні – від Харкова до Києва і Одеси. За цей час через наші принтери пройшли тисячі проектів, і швидкість друку завжди була одним з головних запитів. Клієнти приходять з ідеєю, а ми допомагаємо реалізувати її за години, а не дні. Бо знаємо: коли треба протестувати прототип або запустити маленьку серію, кожна зайва година на рахунку.

Тут ми не просто друкуємо на стандартних 60 мм/с. Для серійного FDM ставимо 100-150 мм/с на CoreXY-фермах, використовуємо CHT-сопла і Klipper з Input Shaper. Результат – партія з 50 корпусів за день замість тижня. Але головне – контролюємо якість на двох етапах, щоб швидкість не перетворилася на дефекти. Якщо ваш проект складний, ми самі підберемо оптимальну швидкість під матеріал і геометрію. Бо бачили, як люди втрачають час через неправильні налаштування, і не хочемо, щоб це повторилося з вами. Звертайтеся – прорахуємо ваш проект  і надрукуємо зразок.

Як швидкість реально впливає на час друку

Час на друк – це не просто швидкість помножена на об’єм. Тут все складніше. Принтеру треба видавити певну кількість пластику, і чим товстіший шар, тим менше разів головка проходить по одній ділянці. Але є нюанси.

Роль висоти шару в економії часу

Коли шар стає товщим, принтеру треба менше проходів. З 0,15 мм до 0,3 мм – це як перейти з дрібного шрифту на великий заголовок. Менше рядків – швидше читається.

Ось що відбувається на практиці:

• Шар 0,15 мм потребує вдвічі більше шарів, ніж 0,3 мм при тій самій висоті моделі
• Кожен шар – це час на переміщення, втягування, охолодження
• Різниця в часі може сягати 2-3 разів

Але є зворотний бік. Товстий шар гірше заповнює дрібні деталі. На кривих поверхнях з’являються сходинки, які потім треба шліфувати.

Чому швидкість не лінійна

Здавалося б, підвищив швидкість з 50 до 100 мм/с – час зменшиться вдвічі. Але ні. Принтер не їде на постійній швидкості весь час.

Фактори, які крадуть час:

• Розгін і гальмування на кожному повороті
• Паузи на втягування
• Чекання охолодження шару
• Зміна напрямку між стінками і заповненням

На маленьких моделях ці паузи можуть займати до 40% всього часу. Тому на крихітних деталях швидкість майже не впливає.

Коли швидкість важливіша за деталізацію

Є ситуації, де час критичний:

• Прототипи для презентації завтра вранці
• Серійне виробництво однакових деталей
• Тести на посадку перед запуском у виробництво

Тут жертвують деталізацією заради швидкості. Шар 0,28-0,32 мм, швидкість 90-110 мм/с, заповнення 10-15%. Якість достатня для перевірки, а час скорочується в рази.

Типи швидкостей у сучасних слайсерах

Слайсери давно перестали бути простими. Тепер там цілий набір швидкостей для різних частин моделі. Це дозволяє гнати там, де можна, і сповільнювати там, де треба.

Швидкості для зовнішнього вигляду

Зовнішня поверхня – це обличчя моделі. Тут швидкість знижують:

Швидкість зовнішньої стінки зазвичай тримають на рівні 30-50 мм/с. Це дає час пластику розтектися рівно і охолонути перед наступним проходом.

Верхні і нижні шари теж йдуть повільно – 30-40 мм/с. Бо від них залежить, чи буде дах гладким, чи з дірками.

Швидкості для внутрішньої структури

Всередині моделі ніхто не заглядає. Тут можна прискорюватися:

Внутрішні стінки друкують на 50-80 мм/с. Це вже швидше, але все ще контрольовано.

Заповнення – справжній спринт. 80-120 мм/с цілком реально. Головне, щоб структура тримала форму.

Швидкості для переміщень і втягування

Коли пластик не видавлюється, принтер може летіти:

Переміщення без екструзії ставлять на 120-250 мм/с. Чим швидше, тим менше часу на холості ходи. Але на старих принтерах це викликає вібрації.

Втягування – окрема історія. Швидкість 25-50 мм/с. Занадто повільно – нитки між деталями. Занадто швидко – пластик шліфується в соплі.

Чому не можна просто скопіювати чужі налаштування

Кожен принтер, кожен пластик, кожна модель – унікальні. Те, що працює на Bambu Lab з PLA, може не спрацювати на Ender 3 з PETG.

Фактори, які впливають:

• Тип екструдера (Bowden чи Direct)
• Жорсткість рами
• Потужність вентиляторів
• Температура в кімнаті

Тому чужі профілі – це тільки стартова точка. Потім треба тестувати на своїх моделях.

Як протестувати швидкість на практиці

Найкращий спосіб – друкувати тестові моделі. Ось три найкорисніші:

1. Вежа швидкості (Speed Tower)

Друкує одну форму з різними швидкостями по висоті. Зазвичай від 40 до 120 мм/с з кроком 10 мм/с.

Що шукати:

• До якої швидкості поверхня залишається гладкою
• Де з’являється дзвін (ringing)
• Де починається підекструзія

2. Тест переміщень

Дві колони на відстані 50 мм. Головка рухається між ними без екструзії.

Тестуємо швидкість переміщень від 100 до 300 мм/с. Шукаємо:

• Чи немає примарних ліній (ghosting)
• Чи не зсуваються шари

3. Тест втягування

Два шипи на відстані 20 мм. Між ними головка рухається без друку.

Тестуємо:

• Швидкість втягування 20-60 мм/с
• Довжину втягування 0,5-2 мм

Ідеально – нуль ниток між шипами.

Рекомендовані значення для різних матеріалів

PLA

• Зовнішня стінка: 40-60 мм/с
• Заповнення: 80-100 мм/с
• Переміщення: 150-200 мм/с
• Температура: 195-215°C

PLA добре тримає швидкість, але при >100 мм/с потрібне потужне охолодження.

PETG

• Зовнішня стінка: 30-50 мм/с
• Заповнення: 60-80 мм/с
• Переміщення: 120-180 мм/с
• Температура: 230-250°C

PETG чутливий до швидкості. При >80 мм/с з’являється нанизування.

ABS

• Зовнішня стінка: 40-60 мм/с
• Заповнення: 70-90 мм/с
• Переміщення: 150-200 мм/с
• Температура: 230-255°C

Потрібна закрита камера. Без неї швидкість >60 мм/с призводить до розшарування.

TPU (гнучкий)

• Усі швидкості: 20-40 мм/с
• Втягування: вимкнути або мінімальне
• Direct drive обов’язково

Як прискорити друк без втрати якості

Є кілька перевірених способів скоротити час на 30-50%:

• Збільшити висоту шару: з 0,2 мм до 0,28 мм – економія до 30%, для прототипів цілком прийнятно.
• Використовувати адаптивні шари: у Cura є функція “Adaptive Layers” – програма автоматично змінює висоту шару (грубі шари на прямих ділянках, тонкі на деталях).
• Оптимізувати заповнення: Gyroid замість ліній – друкується швидше при тій самій міцності; 15% замість 20% – економія 10–15% часу.
• Налаштувати прискорення у прошивці (Marlin/Klipper): Acceleration: 3000–5000 мм/с²; Jerk: 10–15 мм/с – це дозволяє принтеру швидше набирати і скидати швидкість.
• Використовувати Input Shaper (для Klipper): зменшує вібрації, дозволяє друкувати на 100–150 мм/с без дзвону; потрібні сучасні плати (SKR, BTT).

Висновок

Швидкість друку в 3D – це завжди компроміс. Можна гнати на 150 мм/с і отримати модель за годину, але якщо вона розсипається від дотику, то який сенс? Або друкувати на 30 мм/с ідеальну деталь, яка готова через добу, коли клієнт чекав її вчора. Ми в Easy3DPrint навчилися жити в цьому балансі. Кожен день тестуємо нові налаштування, нові пластики, нові принтери. І знаємо точно: універсальної швидкості не існує. Є тільки правильна швидкість для конкретної моделі, конкретного завдання і конкретного принтера.

Головне правило просте: починайте з рекомендованих значень, тестуйте на маленьких моделях, поступово підвищуйте. Не женіться за рекордами. Краще надрукувати за три години деталь, яка працює, ніж за годину – сміття. Сушіть пластик, калібруйте принтер, слухайте, як він працює. Кожен звук, кожна вібрація підказує, де межа. І коли знайдете свій ритм, друк стане не просто процесом, а справжньою майстерністю.

Поширені запитання про швидкість друку