Druckgeschwindigkeiten

Kernkonzepte in der Geschwindigkeitskonfiguration

Druckgeschwindigkeit beim 3D-Druck wird von der Hardwareleistung, den Materialeigenschaften und den Slicer-Einstellungen bestimmt. Zentrale Faktoren sind Düsendurchmesser, Hotend-Durchsatzkapazität, Kalibrierungen, und Druckerkinematik (z. B. Cartesian, CoreXY, Delta). Ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Qualität erfordert das Verständnis, wie diese Elemente zusammenwirken.

Maschinenkinematik und Geschwindigkeits‑potenzial

CoreXY vs. Cartesian vs. Delta

• CoreXY: Verwendet synchronisierte Riemensysteme für leichte Druckkopfbewegungen, ermöglicht hohe Beschleunigungen (3000+ mm/s²) und Geschwindigkeiten bis zu 300 mm/s mit minimalen Artefakten.

• Delta: Leichte Arme erlauben schnelle Richtungswechsel, ideal für hohe Drucke, sind aber bei günstigen Modellen durch Bowden‑Extruder eingeschränkt.

• Kartesisch: Traditionelle Bett‑Schwenker-Designs haben bei hohen Geschwindigkeiten Probleme mit der Trägheit, bleiben aber zuverlässig für detailorientierte Drucke.

Wichtige Erkenntnis: CoreXY- und Delta‑Systeme sind wegen der reduzierten bewegten Masse im Vorteil bei der Geschwindigkeit, während Cartesian‑Drucker Einfachheit gegenüber Geschwindigkeit priorisieren.

Erklärung der Slicer‑Geschwindigkeitseinstellungen

Kritische Parameter

1. Standarddruckgeschwindigkeit:

   • Steuert die gesamten Extrusionsbewegungen (typischerweise 40–100 mm/s).

   • Passen Sie schrittweise an (+5–10 mm/s), um Unterextrusion oder Schichtverschiebungen zu vermeiden.

2. Bereichsspezifische Geschwindigkeiten:

   • Infill: Auf Standardgeschwindigkeit abstimmen für Effizienz.

   • Äußere Wände: Reduzieren Sie auf 50–75% der Standardgeschwindigkeit für glattere Oberflächen.

   • Erste Schicht: Auf 15–25 mm/s (oder 50% der Standardgeschwindigkeit) zur Sicherstellung der Haftung.

   • Travel: Erhöhen auf 150+ mm/s (Bowden‑Systeme bewältigen höhere Geschwindigkeiten besser).

3. Volumetrische Flussrate:

   • Formel: Flussrate (mm³/s)=Düsendurchmesser (mm)×Schichthöhe (mm)×Geschwindigkeit (mm/s)Flussrate (mm³/s)=Düsendurchmesser (mm)×Schichthöhe (mm)×Geschwindigkeit (mm/s).

   • Beispiel: Eine 0,4 mm Düse bei 0,2 mm Schichthöhe und 100 mm/s erfordert 8 mm³/s.

   • Hotend‑Grenzen: Standard V6‑Hotends liegen maximal bei ~12 mm³/s, während Volcano‑artige Hotends 25+ mm³/s.

Hardware‑Einschränkungen und Lösungen

Extruder‑Typen

• Untersetzungs‑Extruder (Geared Extruders): Ermöglichen höhere Geschwindigkeiten (z. B., 300× Düsendurchmesser) durch verbesserten Halt am Filament.

• Direktantrieb: Besser für flexible Filamente, fügt aber Masse hinzu und begrenzt die Beschleunigung.

Düse und Schichthöhe

• Faustregel: Druckgeschwindigkeit ≤ 100× Düsendurchmesser (z. B. 40 mm/s für eine 0,4 mm Düse). Dies ist nur ein Ausgangspunkt für ältere Standarddrucker; neuere Maschinen mit guten Komponenten können deutlich schneller drucken.

• Schichthöhe: Mittlere Schichthöhen (~50% des Düsendurchmessers) balancieren Geschwindigkeit und Detail.

Beschleunigungs‑ und Ruckeinstellungen

• Beschleunigung: Steuert, wie schnell der Drucker die Zielgeschwindigkeiten erreicht.

  • Hohe Werte (3000+ mm/s²): Reduzieren die Druckzeit, aber riskieren Ghosting/Ringing.

  • Neue Drucker: Neue Maschinen mit Vibrationskompensation können aufgrund der Verringerung dieses Ghosting/Ringing‑Effekts mit bis zu 20.000 mm/s² drucken.

  • Niedrige Werte: Verbessern die Oberflächenqualität auf Kosten der Geschwindigkeit.

• Jerk: Bestimmt sofortige Geschwindigkeitsänderungen bei Richtungswechseln.

  • Typischer Bereich: 10–20 mm/s (höher bei Delta/CoreXY).

Hinweis: Kleine Drucke profitieren möglicherweise nicht von hohen Geschwindigkeiten aufgrund begrenzter Beschleunigungsstrecke.

Praktischer Arbeitsablauf zur Geschwindigkeitsoptimierung

1. Basis-Kalibrierung:

   • Beginnen Sie mit den vom Hersteller empfohlenen Geschwindigkeiten für Ihr Material.

   • Drucke ein Temperatur‑Turm und Geschwindigkeitstestmodell um Grenzen zu identifizieren.

2. Abschnitte priorisieren:

   • Maximieren Sie Infill‑ und Reisegeschwindigkeiten.

   • Verlangsamen Sie äußere Wände und erste Schichten für Qualität.

3. Volumetrischen Fluss überwachen:

   • Stellen Sie sicher, dass die Slicer‑Einstellungen mit den Hotend‑Fähigkeiten übereinstimmen (z. B. bewältigt das Bambu Lab X1C 32 mm³/s).

4. Mechanik anpassen:

   • Spannen Sie Riemen nach und schmieren Sie Führungsstäbe, um Klappern bei hohen Geschwindigkeiten zu reduzieren.

   • Auf Hochdurchsatzdüsen (z. B. CHT, Volcano) umrüsten für anspruchsvolle Materialien.

Fehlerbehebung bei häufigen Problemen

• Unterextrusion: Erhöhen Sie die Hotend‑Temperatur oder reduzieren Sie die Geschwindigkeit.

• Ghosting/Ringing: Niedrigere Beschleunigung/Ruck oder Installation von Input Shaping (Klipper).

• Haftungsfehler: Verlangsamen Sie die erste Schichtgeschwindigkeit und erhöhen Sie die Bett‑Temperatur.