1. الديكارتي-XY-الرأس

نظام جسر الرافعة ذو الرأس الديكارتي XY هو نوع من نظام التحكم في الحركة شائع الاستخدام في الطابعات ثلاثية الأبعاد (ومجموعة واسعة من الفئات الأخرى من آلات CNC). يقوم أسلوب البناء هذا بتحريك رأس الطباعة أو الطارد على طول المحور X لجسر الرافعة ويحرك المحور Y عن طريق تحريك جسر الرافعة بأكمله. يمكن أن يتضمن ذلك تحريك كتلة كبيرة على المحور Y وقد يؤدي إلى زيادة خطر اهتزاز الماكينة، خاصة أثناء المناورات ذات التسارع العالي.

في مثل هذا النظام القنطري، يتم تثبيت سرير الطباعة ويتحرك رأس الطباعة أو الطارد على طول محورين متعامدين، وعادةً ما يعمل على أعمدة أرضية مع محامل خطية كروية مُعاد تدويرها. غالبًا ما تستخدم الإصدارات الأعلى سعرًا قضبان V مع محامل أسطوانية خارجية محززة على شكل حرف V كدليل، مما يؤدي إلى تقليل تآكل المحامل. يتم تعريف المحور X عادةً على أنهعبرفي الآلة، بينما يكون المحور Y موجهًاإلى الخلف/إلى الأمامنسبة إلى الجهاز. يحدد المحور Z الارتفاع الرأسي لرأس الطباعة أو الطارد ويتم تنفيذه على الحركة X لجسر الرافعة.

تتميز أنظمة القنطرية الديكارتية-XY بالبساطة وسهولة البناء والتشغيل. كما أنها توفر دقة جيدة وقابلية تكرار جيدة، مما يسمح بتحديد موضع رأس الطباعة بدقة عالية. ومع ذلك، فهي تعاني من قيود من حيث السرعة والتسارع وقد تفتقر إلى الصلابة في بعض النواحي.

2. عبرت نمط Ultimaker

نظام القنطرية المتقاطعة من طراز Ultimaker عبارة عن هيكل ميكانيكي ونظام حركة محوري أقل استخدامًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد. إنه يتميز بوجود جسرين متوازيين يضعان رأس الطباعة أو الطارد على طول المحورين X وY. ترتبط الجسور بواسطة عارضة، والتي تهدف إلى تثبيت الحركة على طول المحورين من خلال تقاسم الصلابة. عادةً ما يتم تنفيذ حركة المحور Z على هذين المحورين، بدلاً من تفويضها إلى طبقة طباعة صاعدة وهابطة.

في هذا النظام، عادةً ما تكون طبقة الطباعة ثابتة ومستقرة. يتحرك رأس الطباعة أو الطارد على طول المحورين X وY. يتم تشغيلها بواسطة محركات السائر التي تنقل الحركة من خلال أحزمة مسننة. الجسورتان قادرتان على التحرك في وقت واحد. وهذا يسمح بانحناء سلس وحركة خالية من الاهتزازات بين عمليات الطباعة، حيث يتم تقليل التغييرات المفاجئة في الاتجاه. يوفر هذا النهج أيضًا استقرارًا جيدًا أثناء الطباعة، مما يفيد جودة النتائج المطبوعة.

يعد أسلوب التصميم هذا أكثر تعقيدًا ويتطلب المزيد من الجهد في الإعداد والمعايرة مقارنة بالتصميمات الأبسط. يتأثر هذا بشكل خاص بمحركات الحزام التي تتطلب محاذاة جيدة جدًا لضمان حركة دقيقة وقابلة للتكرار. أبلغ بعض المستخدمين أيضًا عن صعوبة الوصول إلى سرير الطباعة لإجراء تعديلات أثناء الطباعة، حيث يمكن للجسرتين أن تمنعان الوصول في بعض الأحيان أثناء الطباعة.

3. كوركسي

نظام CoreXY القنطري عبارة عن هيكل يستخدم في تصميم الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تحتوي على محركات متدرجة ثابتة لقيادة المحورين X و Y. يؤدي هذا إلى تقليل الكتلة المتحركة في القنطرة أثناء تحركات المحور Y، حيث يظل محرك المحور Y ثابتًا في مكانه. يتيح ذلك تسريعًا أعلى وحركات أكثر دقة لرأس الطباعة، مما يوفر نتائج مطبوعة عالية الجودة.

يعمل نظام CoreXY باستخدام سلسلة من البكرات وأحزمة إعادة التدوير (حلقة) مرتبة بحيث تتقاطع أحزمة القيادة مع بعضها البعض في قلب النظام أو مركزه. يؤدي تحريك الأحزمة المسننة إلى تحريك رأس الطباعة في كلا الاتجاهين X وY مع قصور ذاتي أقل.

يسمح تحريك كتلة أقل بهيكل جسري أخف. هناك كتلة متحركة أقل يمكن مقاومتها في لحظات التسارع العالية. يعد هذا الأسلوب أكثر حساسية لشد الحزام وحالة الانزلاق من الأنظمة الأخرى ويمكن أن يكون معقدًا في الإعداد والمعايرة. تعتبر قدرة التسريع ميزة كافية للتغلب على مشكلات الإعداد، لذلك يحظى هذا النظام بشعبية كبيرة بين بعض المستخدمين في الفئة الأكثر تقدمًا.

4. رأس ديكارتي على طراز i3-XZ

يُستخدم رأس Cartesian-XZ-Head المصمم على طراز i3 على نطاق واسع جدًا في تصميم الطابعة ثلاثية الأبعاد. في هذا النهج، يتم رفع وخفض منصة الطباعة نفسها (حركة المحور Z)، بينما يتم نقل رأس الطباعة بشكل منفصل على جسر الرافعة للمحورين X وY. يتم تركيب الطارد على عربة تتحرك على طول المحورين X وY على أعمدة أرضية دقيقة، باستخدام شجيرات كروية مُعاد تدويرها. في الآلات الأكبر حجمًا والأعلى سعرًا، يمكن أن تكون القضبان على شكل حرف V، مع تشغيل محامل أسطوانية على هذه القضبان.

هذا التصميم بسيط وسهل الإنشاء، مما يجعله خيارًا شائعًا للطابعات ثلاثية الأبعاد المنزلية/الهواية. إنها توفر دقة ودقة جيدة في الآلات الصغيرة، ولكنها بشكل عام تتطلب الاعتدال في التسارع وتغيير الاتجاه بسبب الصلابة المنخفضة نسبيًا والقصور الذاتي العالي.

العيب الأساسي لهذا التصميم هو أنه قد يكون من الصعب جدًا الحفاظ على طبقة مستوية وتحقيق سمك طبقة ثابت. يمكن أن يكون للصلابة الضعيفة، مقارنة بتصميمات الطابعات ثلاثية الأبعاد الأخرى ذات السعر الأعلى، تأثيرات كبيرة جدًا عند سرعات/تسارعات المحاور الأعلى.

5. إتش بوت

H-bot هو نظام عملاق يستخدم في بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد. يستخدم محركات الحزام والقضبان الخطية في تخطيط، على غرار نظام CoreXY، يحتوي على محركات ثابتة لقيادة المحورين X وY.

يشكل الحزامان X وY شكل حرف "H". يتم ربط حزام واحد برأس الطباعة ويتحرك على طول المحور Y. الحزام الآخر متصل بالطرف الآخر من القنطرة ويتحرك على طول المحور السيني. يتم حمل رأس الطباعة على محرك Z الذي يتحرك على طول قضبان المحور الرئيسيين.

يمكن أن يكون تخطيط H-bot أكثر استقرارًا وصلابة من تصميمات الطابعات ثلاثية الأبعاد الأخرى، مما يوفر نتائج مطبوعة عالية الجودة. تعمل المحركات الثابتة على تقليل القصور الذاتي للنظام، مما يسمح بتسارع أعلى ويتطلب صلابة أقل لتحقيق استقرار جيد.

يعد تصميم H-bot معقدًا من حيث الإعداد ويصعب معايرته ويُقال إنه يتطلب المزيد من الصيانة. أي ارتخاء طفيف يحدث في الأحزمة سيؤدي إلى تعطيل دقة XY بشكل كبير، وهي مشكلة خاصة في الصيانة حيث يمكن للأحزمة أن تتمدد. ومع ذلك، عند صيانته جيدًا، يصبح H-bot نظامًا جسريًا فعالًا قادرًا على تقديم جودة عالية وسرعة عالية.