سرعت چاپ سه‌بعدی کیست؟ توضیح بده.
در پرینت سه بعدی، سرعت چاپ معیاری است که میزان ماده‌ای را که در واحد زمان چاپ می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند. این پارامتر مهمی برای تعیین مدت زمان مورد نیاز برای چاپ است و می‌تواند بر کیفیت چاپ تأثیر بگذارد.واحدهای مورد استفاده به نوع تکنیک تولید افزایشی بستگی دارند. واحد مواد ساخته شده معمولاً بر اساس جرم (کیلوگرم)، طول (میلی‌متر) یا حجم (سانتی‌متر مکعب) اندازه‌گیری می‌شود و واحد زمان معمولاً بر حسب ثانیه (یا گاهی اوقات ساعت) اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، در روش ساخت فیلامنت ذوب شده معمولاً از mm)/(s)) یا mm) 3/(s)) استفاده می‌شود، در حالی که در روش استریولیتوگرافی معمولاً از mm)/(h)) یا لایه‌ها بر حسب زمان استفاده می‌شود.جدول زیر سرعت‌های معمول و حداکثر برخی از فناوری‌های چاپ سه بعدیرا مقایسه می‌کند (به‌روزرسانی در سال ۲۰۲۰):اهمیت سرعت در زمانبندی.سرعت چاپ سه‌بعدی تنها به مرحله ساخت مربوط می‌شود، که یکی از مراحل فرایند کامل چاپ سه‌بعدی است. با این حال، کل فرایند شامل تمام مراحل پیش‌پردازش تا پس‌پردازش می‌شود. زمان مورد نیاز برای چاپ یک قطعه از فایل داده (. stl یا .obj) به صورت مجموع زمان‌های مراحل زیر محاسبه می‌شود:افزایش سرعت.فناوری‌های تولید افزایشی معمولاً شامل یک تعادل بین سرعت چاپ و کیفیت هستند. بهبود سرعت کل فرایند چاپ سه‌بعدی را می‌توان به دو دسته بهبودهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تقسیم کرد:بهبودهای نرم‌افزاری.از آنجایی که فرایند واقعی چاپ مستقیماً تحت تأثیر نحوه برش، جهت‌گیری و پر شدن مدل قرار دارد، بهینه‌سازی این عوامل باعث کاهش زمان چاپ می‌شود.جهت‌دهی بهینه: تغییر جهت یک قطعه را می‌توان از طریق فایل STL یا در مدل CAD یا در نرم‌افزار برش (slicer) قبل از تولید کد G انجام داد. تعیین جهت‌دهی بهینه قطعه یک راه‌حل نرم‌افزاری رایج در تمامی فرآیندهای تولید افزایشی است. این کار می‌تواند بهبود قابل‌توجهی در بسیاری از عوامل کلیدی که بر زمان کلی چاپ تأثیر می‌گذارند، ایجاد کند. عوامل زیر به‌شدت به جهت‌دهی قطعه وابسته هستند:برش تطبیقی خطای ناشی از اثر پلکانی را می‌توان با استفاده از معیارهای مختلفی اندازه‌گیری کرد که همگی به تفاوت بین سطح مدل و سطح واقعی چاپ‌شده اشاره دارند. با محاسبه تطبیقی توزیع ارتفاع لایه‌ها، این خطا به حداقل می‌رسد: کیفیت سطح افزایش یافته و زمان پردازش پس از چاپ کاهش می‌یابد.مزایای برش تطبیقی به نسبت سطح به حجم قطعه بستگی دارد. انجام محاسبات کارآمد برای لایه‌های تطبیقی از طریق تحلیل سطح مدل در کل ارتفاع لایه امکان‌پذیر است. چندین پیاده‌سازی از این روش به‌صورت نرم‌افزار متن‌باز در دسترس هستند.پیشرفت‌های سخت‌افزاری.افزایش سرعت چاپ از طریق سخت‌افزار می‌تواند به اشکال مختلفی انجام شود که بسیاری از آن‌ها توسط شرکت‌های پیشرو در حوزه چاپ سه‌بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.چالش‌ها.بسته به فناوری مورد استفاده، چالش‌هایی وجود دارند که می‌توانند سرعت چاپ سه‌بعدی را محدود کنند:تحقیقات.ساخت آکوستیک.ویژگی‌های جالب امواج صوتی باعث شده است که دانشمندان از آن در تولید افزایشی استفاده کنند. امواج صوتی می‌توانند میادین فشاری تشکیل دهند که ماده را در یک حالتی بدون تماس به شکل مورد نظر درآورند. این واقعیت که می‌توان آن را به‌طور همزمان بر روی یک ناحیه وسیع اعمال کرد، آن را به یک کاندیدای عالی برای ساخت سریع تبدیل می‌کند.فرایند با طراحی هولوگرام صوتی آغاز می‌شود. هولوگرام صوتی یک ماسک است که میدان صوتی را هدایت می‌کند تا الگوی مورد نظر را شکل دهد. این ماسک می‌تواند در فرایند تولید افزایشی همراه با روش‌های حکاکی و نانوایمپرنت ساخته شود. پس از آن، ذرات لاستیکی سیلیکون در یک محیط مایع حاوی ماده‌های مبادرت‌کننده نور قرار داده می‌شوند. سپس، ماسک صوتی برای تولید میدان صوتی فشاری مورد نظر به کار گرفته می‌شود تا ذرات در ترتیب صحیح قرار بگیرند. گام بعدی استفاده از نور UV برای سفت کردن محصول نهایی است.فرآیندهای SLA بهبود یافته است.سرعت فرایند SLA توسط موارد زیر محدود شده است:تولید افزایشی پیوسته و سریع با استفاده از الگوی مهاریبه دلیل اثرات ذکرشده، سرعت چاپ در روش‌های SLA به چند میلی‌متر تا چند سانتی‌متر در ساعت محدود می‌شود. برای حل این مشکل، از سیستمی با دو منبع نوری استفاده می‌شود: یکی برای پلیمریزاسیون و دیگری برای مهار پلیمریزاسیون به‌منظور جلوگیری از چسبندگی، که در نتیجه سرعت چاپ را افزایش می‌دهد. این روش امکان افزایش سرعت فرایند تا ۲۰۰ سانتی‌متر در ساعت را فراهم می‌کند.علاوه بر این، با کنترل شدت هر پیکسل در این سیستم، الگوهای توپولوژیکی را می‌توان تنها با یک نوردهی و بدون نیاز به جابه‌جایی مرحله‌ای ایجاد کرد.در این روش، از ترکیبی از فوتو-اینیشیاتورها و فوتو-اینهیبیتورها استفاده می‌شود. از آنجایی که طیف جذب این دو ماده متعامد (Orthogonal) است، فرایند را می‌توان با دو منبع نوری متعامد کنترل کرد. با تولید ماده به‌صورت لایه‌به‌لایه، سینی چاپ به‌تدریج بالا می‌رود و فوتو-اینهیبیتورها از چسبندگی در نزدیکی پنجره جلوگیری می‌کنند.چاپ سه‌بعدی سریع، با حجم بالا و کنترل حرارتی، با استفاده از رابط مایع متحرکراه دیگری برای حل مشکل چسبندگی، ایجاد لایه مرده است که از فرایند پخت جلوگیری می‌کند. یکی از روش‌های ایجاد این لایه مرده، استفاده از جریان روغن فلوئوردار است. این مایع اُمینی‌فوبیک (Omniphobic) بوده، به این معنی که تمام مواد را دفع کرده و به هیچ‌چیز نمی‌چسبد.دلیل استفاده از جریان مایع به‌جای یک لایه ثابت این است که:چاپ سه‌بعدی سریع با ترکیب قطعات ماژولار ساختمانی.تقسیم یک شیء به بلوک‌های کوچکتر (مانند قطعات لگو) قبل از چاپ می‌تواند سرعت چاپ را تا ۲٫۴۴ برابر نسبت به روش‌های سنتی افزایش دهد.علاوه بر این، هنگامی که نیاز به تکرار طراحی برای یافتن بهترین مدل وجود دارد، چاپ مجدد کل شیء ناکارآمد است. یک راه‌حل این است که ساختار اصلی و ثابت را فقط یک‌بار چاپ کنیم و سپس تنها قطعات کوچک و متغیر را با وضوح بالا مجدداً چاپ کنیم. این قطعات کوچک روی ساختار اصلی سوار می‌شوند و بهینه‌سازی طراحی را سریع‌تر و کارآمدتر می‌کنند.