1. رأس ديكارت-XY

نظام جانتري ذو رأس XY ديكارت هو نوع من أنظمة التحكم في الحركة يُستخدم عادةً في الطابعات ثلاثية الأبعاد (ومجموعة واسعة من فئات آلات CNC الأخرى). يحرك هذا النهج البنائي رأس الطباعة أو الطارد على طول المحور X للجانتري، ويحرك المحور Y بتحريكه بالكامل. قد يتضمن هذا تحريك كتلة كبيرة على المحور Y، وقد يؤدي إلى زيادة خطر اهتزاز الآلة، خاصةً أثناء مناورات التسارع العالي.

في نظام القنطرية هذا، يكون سطح الطباعة ثابتًا، ويتحرك رأس الطباعة أو الطارد على محورين متعامدين، عادةً على أعمدة أرضية مزودة بمحامل كروية خطية معادة التدوير. غالبًا ما تستخدم الإصدارات الأعلى سعرًا قضبانًا على شكل حرف V مع محامل أسطوانية ذات أخاديد خارجية على شكل حرف V كأدلة، مما يؤدي إلى تقليل تآكل المحامل. يُعرف المحور X عادةً بأنهعبرs الآلة، بينما يتم توجيه المحور Yإلى الخلف/إلى الأمامبالنسبة للجهاز. يُحدِّد المحور Z الارتفاع الرأسي لرأس الطباعة أو الطارد، ويتحرك على حركة X للمنصة.

أنظمة الرافعات الديكارتية XY بسيطة وسهلة التركيب والتشغيل. كما أنها توفر دقةً وتكراريةً جيدتين، مما يسمح بتحديد موضع رأس الطباعة بدقة عالية. ومع ذلك، فإنها تعاني من قيود من حيث السرعة والتسارع، وقد تفتقر إلى الصلابة في بعض الجوانب.

2. أسلوب Ultimaker المتقاطع

نظام الرافعة المتقاطعة، على غرار نظام Ultimaker، هو نظام ميكانيكي لحركة المحور والهيكل، وهو أقل استخدامًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد. يتميز برافعتين متوازيتين تُثبّتان رأس الطباعة أو الطارد على طول المحورين X وY. تتصل الرافعتان بعارضة عرضية، مصممة لتثبيت الحركة على كلا المحورين من خلال تقاسم الصلابة. عادةً ما تُنقل حركة المحور Z على هذين المحورين، بدلًا من توزيعها على منصة طباعة صاعدة وهابطة.

في هذا النظام، عادةً ما يكون سطح الطباعة ثابتًا ومستقرًا. يتحرك رأس الطباعة أو الطارد على طول المحورين X وY. يتم تشغيلهما بواسطة محركات متدرجة تنقل الحركة عبر أحزمة مسننة. يمكن للرافعتين التحرك في وقت واحد. هذا يسمح بانحناء سلس وحركة خالية من الاهتزازات بين عمليات الطباعة، مع تقليل التغيرات الاتجاهية المفاجئة إلى أدنى حد. كما يوفر هذا النهج ثباتًا جيدًا أثناء الطباعة، مما يعزز جودة النتائج المطبوعة.

هذا النهج التصميمي أكثر تعقيدًا ويتطلب جهدًا أكبر في الإعداد والمعايرة مقارنةً بالتصاميم الأبسط. ويتأثر هذا بشكل خاص بمتطلبات محاذاة محركات الأحزمة لضمان دقة الحركة وقابليتها للتكرار. كما أبلغ بعض المستخدمين عن صعوبة الوصول إلى منصة الطباعة لإجراء التعديلات أثناء الطباعة، حيث قد تعيق البوابتان الوصول أحيانًا أثناء الطباعة.

3. كور إكس واي

نظام CoreXY جانتري هو هيكل يُستخدم في تصميم الطابعات ثلاثية الأبعاد، ويحتوي على محركات متدرجة ثابتة لتشغيل المحورين X وY. هذا يُقلل من الكتلة المتحركة في جانتري أثناء حركة المحور Y، حيث يبقى محرك المحور Y ثابتًا في مكانه. هذا يُتيح تسارعًا أعلى وحركات أكثر دقة لرأس الطباعة، مما يُوفر نتائج طباعة عالية الجودة.

يعمل نظام CoreXY باستخدام سلسلة من البكرات وأحزمة إعادة التدوير (حلقية) مرتبة بحيث تتقاطع أحزمة القيادة في قلب النظام أو مركزه. تُحرك الأحزمة المسننة رأس الطباعة في كلا الاتجاهين X وY بقصور ذاتي أقل.

إن تحريك كتلة أقل يسمح بهيكل جسري أخف وزنًا. كما أن الكتلة المتحركة التي يجب مقاومتها في لحظات التسارع العالية أقل. هذا النظام أكثر حساسية لشد الحزام وحالة الانزلاق من الأنظمة الأخرى، وقد يكون إعداده ومعايرته معقدًا. تُعتبر سعة التسارع ميزة كافية لتتفوق على مشاكل الإعداد، لذا يحظى هذا النظام بشعبية كبيرة بين بعض المستخدمين في الفئة الأكثر تقدمًا.

4. رأس XZ الديكارتي على طراز i3

يُستخدم رأس XZ الديكارتي من طراز i3 على نطاق واسع في تصميم الطابعات ثلاثية الأبعاد. في هذه الطريقة، تُرفع منصة الطباعة وتُخفض (حركة المحور Z)، بينما يُنقل رأس الطباعة بشكل منفصل على منصة النقل للمحورين X وY. يُركّب الطارد على عربة تتحرك على طول المحورين X وY على أعمدة مُصقولة بدقة، باستخدام بطانات كروية مُعاد تدويرها. في الآلات الأكبر حجمًا والأكثر سعرًا، يمكن أن تكون القضبان على شكل حرف V، مع محامل أسطوانية تعمل على هذه القضبان.

هذا التصميم بسيط وسهل التركيب، مما يجعله خيارًا شائعًا للطابعات ثلاثية الأبعاد المنزلية/الهواة. يوفر دقةً وإتقانًا جيدين في الآلات الصغيرة، ولكنه يتطلب عمومًا اعتدالًا في التسارع وتغييرات الاتجاه نظرًا لصلابة منخفضة نسبيًا وقوة قصور ذاتية عالية.

العيب الرئيسي لهذا التصميم هو صعوبة الحفاظ على سطح مستوٍ وتحقيق سماكة طبقات ثابتة. كما أن ضعف صلابته، مقارنةً بتصميمات الطابعات ثلاثية الأبعاد الأخرى الأعلى سعرًا، قد يُحدث تأثيرات بالغة عند سرعات/تسارعات المحاور العالية.

5. H-Bot

روبوت H هو نظام جسري يُستخدم في بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد. يستخدم أحزمة دفع وقضبانًا خطية بتصميم مشابه لنظام CoreXY، ويحتوي على محركات ثابتة لتحريك المحورين X وY.

يُشكل حزاما المحورين X وY شكل حرف "H". يُثبّت أحد الحزامين على رأس الطباعة ويتحرك على طول المحور Y. ويُثبّت الحزام الآخر على الطرف الآخر من المنصة ويتحرك على طول المحور X. يُحمل رأس الطباعة على محرك Z يتحرك على طول قضبان المحور الرئيسي.

يتميز تصميم H-bot بثبات وصلابة أكبر من تصميمات الطابعات ثلاثية الأبعاد الأخرى، مما يوفر نتائج طباعة عالية الجودة. تُقلل المحركات الثابتة من عزم النظام الذاتي، مما يسمح بتسارعات أعلى ويتطلب صلابة أقل لتحقيق ثبات جيد.

تصميم H-bot معقد في الإعداد ويصعب معايرته، ويُقال إنه يتطلب صيانة إضافية. أي ارتخاء طفيف في الأحزمة سيؤثر سلبًا على دقة XY بشكل كبير، وهي مشكلة خاصة في الصيانة نظرًا لإمكانية تمدد الأحزمة. مع ذلك، عند صيانته جيدًا، يُعد H-bot نظامًا جسريًا فعالًا قادرًا على تقديم جودة وسرعة عاليتين.