Die 3D -Drucktechnologie wird sprunghaft voranschreitet. In einem Moment diskutieren wir, dass wir kleine Spielzeuge machen, um Kinder zu unterhalten, und in der nächsten Sekunde sehen wir die Nachricht, dass ein 3D-Drucker ein konkretes Gebäude gebaut hat, das einem Erdbeben der 8-Höhengröße standhalten kann. Angesichts der Zeit scheint „3D -Druck eines 3D -Druckers“ ebenfalls möglich zu sein.

Aber die Aussichten beiseite lassen, was Hobbyisten und Macher mehr interessieren, sind immer noch Desktop -3D -Drucker - welche Typen gibt es, wie schnell sie drucken und wie viel sie kosten. Wenn Sie gerne die Dinge auf den Grund gehen oder jemals zuvor versucht haben, einen 3D -Drucker zu entfernen, müssen Sie auch über diese Frage nachgedacht haben: Wie bewegen sie sich?

XYZ, I3 und Corexy sind derzeit die beliebtesten Stile von Desktop -3D -Druckern. So bewegen sie sich: Die Maschine hat eine oder mehrere Achsen im X-, Y- und Z -Richtungen des 3D -Koordinatensystems. Ein Ende jeder Achse ist mit einem Motor ausgestattet, um Strom bereitzustellen. Synchrone Gürtel oder Bleischrauben wandeln dann die Drehung des Motors in lineare Bewegung entlang der Richtungen x, y und z um. Schließlich kann die Maschine mit den linearen Führungsschienen in den 3 Richtungen die Düse an einem beliebigen Punkt im 3D -Raum positionieren, das Filament extrudieren und ein 3D -Objekt erstellen.

Warum sind Führungssysteme wichtig?

Die Führungssysteme dienen hauptsächlich während des Drucks 3 Zwecke:

1. Präzision: Verwirrte enge Toleranz, verhindern Sie das Wobble und stellen Sie sicher, dass sich der Druckkopf oder das auf den Führern installierte Druckkopf entlang der vorgegebenen Richtung bewegt.
2. Glätte: Reduzieren Sie die Reibung mit Lagern oder Walzen und tragen Sie zu einer glatteren Bewegung bei;
3. Zuverlässigkeit: Führung von Strukturen mit ausgezeichneter Starrheit kann die Zuverlässigkeit der Maschine verbessern und im Laufe der Zeit zu konsistenten Drucken beitragen.

Die Vielfalt der Führungssysteme

Im Allgemeinen umfassen die auf 3D -Drucker verwendeten Führungssysteme:

1. Räder und Profile
2. Lineare Stangen und Lager
3. Lineare Schienen
4. Eingebettete lineare Schienen

Räder & Profile

Unter allen Leitfäden ist die Kombination von Rädern und Profilen wahrscheinlich die häufigste und kostengünstigste. In der Regel laufen 3 bis 4 Walzen entlang der V- oder T-förmigen Rille des Profils, um die Bewegungen zu leiten.

Der äußere Ring der Räder besteht am häufigsten aus POM (Polyformdehyd), und der innere Ring besteht aus Stahl- und Kugellager. POM hat eine hohe Festigkeit, eine geringe Verformung und eine hervorragende Abriebfestigkeit, was es besonders für die Herstellung von Druckerrädern geeignet ist. Bei ordnungsgemäßem Gebrauch können POM -Walzen Hunderte von Stunden dauern. Einige Hersteller verwenden auch PC (Polycarbonat), um Räder herzustellen, die eine noch höhere Stärke und eine längere Lebensdauer haben, wenn auch zu einem etwas höheren Preis.

Um eine lineare Bewegung zu gewährleisten, sollten die Räder die Profile richtig greifen. Zu locker und Vibrationen können bei hohen Geschwindigkeiten auftreten. Zu eng erhöht den Verschleiß - angesammelte Trümmer können sich zwischen Rädern und Schienen häufen, was zu einer holprigen oder nervösen Bewegung führt. Daher müssen Benutzer die Raddichtung anhand der Funktionsweise des Druckers einstellen, Trümmer reinigen und bei Bedarf Räder ersetzen. Im Vergleich zu anderen Leitfäden erfordert die Rad- und Profilkombination eine häufigere Wartung.

Zusätzlich haben Kunststoffe eine geringere Starrheit als Metalle. Die Radverformung während der Bewegung ist schwer zu vermeiden, daher haben Drucker, die Räder verwenden, im Allgemeinen eine geringere Präzision im Vergleich zu solchen mit Stahlführern.

Die auf 3D-Drucker üblicherweise verwendeten Profile sind in zwei Arten erhältlich: V-Slot-Profile und T-Slot-Profile. Wie die Namen vermuten lassen, ist der Hauptunterschied zwischen ihnen die Querschnittsform. Verschiedene Profile kombinieren sich mit unterschiedlichen Rädern, um gute Leitungseffekte zu erzielen.

Da die Profile anpassbar, kostengünstig und mit ausreichender Leistung sind, ist die Kombination von Rädern und Profilen die erste Wahl für viele DIY -3D -Drucker -Builds.

Vorteile

• Gute Leitleistung, billig und nützlich;
• Reichlich vorhandene Optionen, weit verbreitet;
• Einfach zu installieren, zu verwenden und zu ändern;

Nachteile

• Niedrigere Präzision;
• Eher anfälliger Vibration;
• Erfordert häufigere Wartung.

Lineare Stangen und Lager

Die Einschränkungen von Rad- und Profilführern haben dazu geführt, dass Heimwerker und Hersteller mehr auf eine andere Kombination mit überlegener Präzision und Stabilität verlagern - lineare Stangen und Lager. In den letzten Jahren sind Rod- und Lagerführer fast zum Synonym für Führungssysteme für 3D -Drucker geworden. Für jede Achse des Druckers werden mindestens 2 Stangen und 2 Lager benötigt. Die Lager wickeln oder klammern sich an die Stangen, während sie mit einem Extruder oder einem erhitzten Bett mit Kutschen verbunden sind, um die lineare Bewegung zu führen.

Eine lineare Stange, auch bekannt als glatte Stange, ist einfach eine zylindrische Stahlstange, die in verschiedenen Größen erhältlich ist - 3D -Drucker verwenden normalerweise einen 8 -mm -Durchmesser. Stäbchen können auf hohe dimensionale Genauigkeit mit sehr glatten Oberflächen bearbeitet werden. Praktische mit Kugellagern können ordnungsgemäß zusammengebaute Stangen ziemlich gute lineare Bewegungen erreichen.

Und ja, es gibt auch Nachteile, glatt zu sein. Bei der Anleitung müssen die Stäbe an beiden Enden mit Metallklemmen festgelegt werden. Außerdem können sich Lager nicht nur linear bewegen, sondern auch 360 ° um die Zylinder drehen. Deshalb müssen sie an den Lager an einer anderen parallelen Stange befestigt werden, damit sich der Extruder oder das beheizte Bett linear bewegen. Die Parallelität zwischen zwei Stäben kann eine Herausforderung sein, insbesondere bei Heimwerken.

Die Verwendung von Wellenleitfäden bedeutet also eine höhere Präzision und Stabilität einer Hand, aber auch einen größeren Fußabdruck und Gewicht sowie eine höhere Schwierigkeitsgrad der Montage auf der anderen Seite.

Die mit Stäbchen verwendeten Lager sind hauptsächlich U-Grove-Lager und lineare Lager, die vollständig aus Stahl hergestellt wurden. U-Grove-Lager ähneln Rädern, die entlang der Stangen rollen können. Lineare Lager haben eine zylindrische Hülse außen, mit mehreren Kugelnreihen auf der Innenseite, die entlang der Schacht radeln können. Beide können eine reibungslose Anleitung mit minimaler Reibung erreichen.

Stäbe und Lager sind lang anhaltend und müssen nur gelegentlich gereinigt werden, um die Stangen aufzubauen und die Lager zu schmieren. Wenn die Stangen in ein Gehäuse eingeschlossen sind, anstatt als Rahmen zu fungieren, ist es unkompliziert, das Gehäuse zu zerlegen und die Lager zu schmieren. Das Ersetzen abgenutzter Lager nach längerer Verwendung kann jedoch etwas schwierig sein.

Vorteile

• Ausgezeichnete Leitleistung, hohe Präzision, mittelschwere Kosten;
• Reichlich vorhandene Optionen, weit verbreitet;
• Frequenz mit geringer Wartung;

Nachteile

• Größerer Fußabdruck und Gewicht, wenn sie eingeschlossen sind;
• Parallelität kann ein Problem sein;
• Das Ersetzen von Lagern kann schwierig sein.

Lineare Schienen

Die lineare Schiene, auch als linearer Leitfaden bezeichnet, ist in den letzten Jahren im Trend. Der Stahlschienenteil verfügt über eine Spur auf jeder Seite, und die darauf verschachtelten Schieberegler enthalten 2 Sätze von Kugellagern, die entlang der Gleise radeln können. Neben industriellen 3D-Druckern verwenden immer mehr Desktop-Hersteller lineare Schienen in ihren High-End-Produktlinien.

Obwohl beide aus Stahl bestehen, sind lineare Schienen bei der tatsächlichen Arbeit im Vergleich zu Stäben weniger anfällig für Biege und Vibrationen. Dies wird hauptsächlich auf ihre einzigartige Montagemethode zurückgeführt. Stäbe werden an beiden Enden nur fixiert, während lineare Schienen in regelmäßigen Abständen an der Oberfläche Montagelöcher aufweisen, sodass sie fest am Gehäuse oder andere Stützstrukturen befestigt sind.

Dies gewährleistet eine stabile lineare Bewegung und verbessert die Druckqualität einerseits und erhöht die Geschwindigkeitsbegrenzung, indem es auf der anderen Seite übermäßiges Schütteln verhindert. Dies ist einer der Gründe, warum J1 Hochgeschwindigkeitsdruck erreichen kann.

Während der Baugruppe können lineare Schienen eine einzelne Achse ohne Paarung, Sparen von Platz und Gewicht führen, um die Maschine leichter und kompakter zu gestalten. Es besteht auch keine Notwendigkeit, sich um die Parallelität der Bahn zu sorgen.

Es klingt alles großartig, aber was ist der Haken? Der Preis. Unfutige Berechnungen zeigen, dass die Schieberegler für lineare Schienen ähnliche Preise wie die Lager für Stäbe haben, die Schienen selbst bei gleichwertigen Längen etwa 2,5 bis viermal so hoch wie ein Paar Stäbchen kosten. Im Vergleich dazu sind Stangen billig und gut genug. Mit den zusätzlichen Kosten gegen Leistungssteigerungen würden sich die meisten Heimwerker immer noch für Stäbe und Lager entscheiden.

Für die Wartung ähneln lineare Schienen der ersteren und erfordern eine regelmäßige Schmierung der Lager. Exponierte Schienen müssen auch gelegentlich gereinigt werden.

Vorteile

• Sehr hohe Präzision;
• Unterstützt Hochgeschwindigkeitsdruck;
• Kleiner Fußabdruck, bequem zu bedienen;

Nachteile

• Kann nicht als Stützstrukturen dienen, muss in Profilen usw. installiert werden;
• Teuer.

Eingebettete lineare Schienen

Anstatt die oben genannten Anleitungen direkt zu verwenden, untersuchen einige Hersteller, um die technischen Fähigkeiten zu fördern oder bestimmte Produkte zu sorgen, auch bessere Lösungen.

Die Kernstärken der linearen Schienen liegen in der hohen Starrheit der Stahlschienen und die genaue, glatte Bewegung, die durch die Kugellager ermöglicht werden. Diese Vorteile sind in eingebetteten linearen Schienen erhalten.

Bei der Herstellung der linearen Module einbettet Fuyu zwei Stahlstreifen in die Innenwände des Aluminiumlegiergehäuses, und CNC knirscht den Stahl genau in Schienen mit Micron-Ebene-Bearbeitungsgenauigkeit. Mit den breiteren eingebetteten Schienen wird die Steifigkeit weiter verbessert, ohne dass das Gewicht besser ist, und das bessere CNC-Operationen mit hoher Leistung-schließlich benötigen gewöhnliche 3D-Drucker eine solche extreme Starrheit nicht.

Das Einbetten der Stahlschienen in die linearen Module verhindert im Vergleich zu direkter linearen Schienen auf der Oberfläche von Extrusionen Staubanbau an den Schienen, wodurch die Wartungsfrequenz verringert wird. Es macht die Module auch leichter und kompakter, so dass eine teure Maschine nicht wie ein DIY -Enthusiast -Projekt aussieht. Das Einbetten linearer Schienen stellt dem Hersteller jedoch erhebliche Herstellungsherausforderungen dar, ohne dass der Kostenvorteil gegenüber normalen linearen Schienen keinen Kostenvorteil hat.

Vorteile

• Gleich wie lineare Schienen: sehr hohe Präzision, unterstützt Hochgeschwindigkeitsdruck, kleiner Fußabdruck;
• Die Schienensteifigkeit verbesserte sich weiter;
• Niedrigere Wartungsfrequenz mit geschlossenen Schienen;

Nachteile

• Teuer;
• Nicht für DIY geeignet.