La technologie d'impression 3D progresse à pas de géant. Un moment, nous discutons de la fabrication de petits jouets pour divertir les enfants, et la seconde suivante, nous voyons une nouvelle qu'une imprimante 3D a construit un bâtiment en béton qui peut résister à un tremblement de terre à 8 grossiers. Compte tenu du temps, «l'impression 3D d'une imprimante 3D» semble également possible.

Mais laisser les prospects de côté, ce que les amateurs et les fabricants se soucient davantage sont des imprimantes 3D de bureau - quels types il y a, à quelle vitesse ils impriment et combien ils coûtent. Si vous aimez vous rendre au bas des choses, ou si vous avez déjà essayé de Diing une imprimante 3D, vous devez également réfléchir à cette question: comment bouger-ils?

XYZ, I3 et Corexy sont actuellement les styles les plus populaires d'imprimantes 3D de bureau. C'est ainsi qu'ils se déplacent: la machine a un ou plusieurs axes dans les directions x, y et z du système de coordonnées 3D. Une extrémité de chaque axe est équipée d'un moteur pour fournir de la puissance. Les ceintures synchrones ou les vis de plomb convertissent ensuite la rotation du moteur en mouvement linéaire le long des directions x, y et z. Enfin, avec les systèmes de rail de guide linéaire dans les 3 directions, la machine peut positionner la buse à tout moment de l'espace 3D formé par les axes, extruder le filament et créer un objet 3D.

Pourquoi les systèmes de guidage sont-ils importants?

Les systèmes de guidage servent principalement 3 objectifs pendant l'impression:

1. Précision: réalisez une tolérance étroite, empêchez l'oscillation et assurez-vous que la tête d'impression ou le lit chauffé installé sur les guides se déplace linéairement le long de la direction prédéterminée;
2. Fonctionnement: réduire les frictions avec des roulements ou des rouleaux et contribuer au mouvement plus lisse;
3. Fiabilité: guider les structures avec une excellente rigidité peut améliorer la fiabilité de la machine et contribuer à des impressions plus cohérentes au fil du temps.

La variété des systèmes de guidage

En général, les systèmes de guidage utilisés sur les imprimantes 3D comprennent:

1. Roues et profils
2. Tiges linéaires et roulements
3. Rails linéaires
4. Rails linéaires intégrés

Roues et profils

Parmi tous les guides, la combinaison de roues et de profils est probablement la plus courante et la plus rentable. Il y a généralement 3 à 4 rouleaux qui montent le long de la rainure en V - ou en T du profil pour guider les mouvements.

L'anneau extérieur des roues est le plus souvent en POM (polyformaldéhyde), et l'anneau intérieur est composé de roulements en acier et à la bille. Le POM a une forte résistance, une faible déformation et une excellente résistance à l'abrasion, ce qui le rend particulièrement adapté à la fabrication de roues d'imprimante. Avec une utilisation appropriée, les rouleaux de pompon peuvent durer des centaines d'heures. Certains fabricants utilisent également PC (polycarbonate) pour fabriquer des roues, qui ont une résistance encore plus élevée et une durée de vie plus longue, mais à un prix légèrement plus élevé.

Pour assurer le mouvement linéaire, les roues doivent saisir correctement les profils. Trop lâche et des vibrations peuvent se produire à grande vitesse. Trop serré augmentera l'usure - les débris accumulés peuvent s'accumuler entre les roues et les rails, provoquant un mouvement bosselé ou nerveux. Les utilisateurs doivent donc ajuster l'étanchéité des roues en fonction du fonctionnement de l'imprimante, de nettoyer les débris et de remplacer les roues si nécessaire. Par rapport à d'autres guides, le combo de roues et de profil nécessite une maintenance plus fréquente.

De plus, les plastiques ont une rigidité plus faible que les métaux. La déformation des roues pendant le mouvement est difficile à éviter, donc les imprimantes utilisant des roues ont généralement une précision plus faible par rapport à celles avec des guides en acier.

Les profils couramment utilisés sur les imprimantes 3D sont disponibles en deux types: les profils V-Slot et les profils T-Slot. Comme les noms le suggèrent, la principale différence entre eux est la forme en coupe transversale. Différents profils s'associent à différentes roues pour obtenir de bons effets de guidage.

Étant donné que les profils sont personnalisables, peu coûteux et avec des performances suffisantes, la combinaison de roues et de profils est le premier choix pour de nombreuses constructions d'imprimantes 3D DIY.

Avantages

• Bonnes performances directrices, bon marché et utiles;
• Options abondantes, largement disponibles;
• Facile à installer, à utiliser et à modifier;

Désavantage

• Précision inférieure;
• Plus sujet aux vibrations;
• Nécessite une maintenance plus fréquente.

Tiges et roulements linéaires

Les limites des guides de roue et de profil ont des diyers et des fabricants LED pour déplacer davantage l'attention vers une autre combinaison avec une précision et une stabilité supérieures - tiges et roulements linéaires. Au cours des dernières années, les guides de tige et de roulement sont devenus presque synonymes de systèmes de guidage pour les imprimantes 3D. Au moins 2 tiges et 2 roulements sont nécessaires pour chaque axe de l'imprimante. Les roulements s'enroulent ou s'accrochent aux tiges, tout en se connectant aux voitures montées avec une extrudeuse ou un lit chauffé, pour guider le mouvement linéaire.

Une tige linéaire, alias la tige lisse, est simplement une tige en acier cylindrique, disponible en différentes tailles - les imprimantes 3D utilisent généralement celles de 8 mm de diamètre. Les tiges peuvent être usinées à une précision dimensionnelle élevée avec des surfaces très lisses. Associés à des roulements à billes, les tiges correctement assemblées peuvent obtenir des mouvements linéaires assez bons.

Et oui, il y a aussi des inconvénients à être lisse. Lorsqu'ils sont utilisés pour guider, les tiges doivent être fixées aux deux extrémités avec des pinces métalliques. De plus, les roulements peuvent non seulement se déplacer linéairement mais également faire tourner à 360 ° autour des cylindres. C'est pourquoi ils doivent être attachés à des roulements sur une autre tige parallèle pour laisser l'extrudeuse ou le lit chauffé se déplacer linéairement. Le parallélisme entre deux tiges peut être difficile, en particulier pour les diyers.

Ainsi, l'utilisation de guides d'arbre signifie une précision et une stabilité plus élevées d'une part, mais aussi une empreinte et un poids plus élevés, ainsi qu'une difficulté d'assemblage plus élevée de l'autre.

Les roulements utilisés avec des tiges sont principalement des roulements en U et des roulements linéaires entièrement en acier. Les roulements en U ressemblent à des roues qui peuvent rouler le long des tiges. Les roulements linéaires ont une manche cylindrique à l'extérieur, avec plusieurs rangées de balles à l'intérieur qui peuvent faire du vélo le long de l'arbre. Les deux peuvent effectuer des conseils en douceur avec un minimum de friction.

Les tiges et les roulements sont durables, nécessitant seulement un nettoyage occasionnel de l'accumulation sur les tiges et lubrifier les roulements. Si les tiges sont enfermées dans un boîtier au lieu d'agir comme cadre, le démontage du boîtier et la lubrification des roulements sont simples. Cependant, le remplacement des roulements usés après une utilisation prolongée peut être légèrement délicat.

Avantages

• Excellentes performances directrices, haute précision, coût modéré;
• Options abondantes, largement disponibles;
• Faible fréquence d'entretien;

Désavantage

• Empreinte et poids plus importants lorsqu'ils sont enfermés;
• Le parallélisme peut être un problème;
• Le remplacement des roulements peut être délicat.

Rails linéaires

Le rail linéaire, également appelé Guide linéaire, a tendance au cours des dernières années. La partie du rail en acier a une piste de chaque côté, et les curseurs qui y sont imbriqués contiennent 2 ensembles de roulements à billes qui peuvent faire du vélo le long des pistes. En plus des imprimantes 3D industrielles, de plus en plus de fabricants de bureau utilisent également des rails linéaires dans leurs gammes de produits haut de gamme.

Bien que les deux soient en acier, en ce qui concerne les travaux réels, les rails linéaires sont moins sensibles à la flexion et aux vibrations par rapport aux tiges. Ceci est principalement attribué à leur méthode de montage unique. Les tiges ne sont fixées qu'aux deux extrémités, tandis que les rails linéaires ont des trous de montage à intervalles réguliers à la surface, ce qui leur permet d'être étroitement sécurisé au boîtier ou à d'autres structures de soutien.

Cela garantit un mouvement linéaire stable et améliore la qualité de l'impression d'une part, et augmente la limite de vitesse en empêchant des secousses excessives à des vitesses élevées de l'autre. C'est l'une des raisons pour lesquelles J1 peut atteindre l'impression à grande vitesse.

Pendant l'assemblage, les rails linéaires peuvent guider un seul axe sans appariement, économiser de l'espace et du poids pour rendre la machine plus légère et compacte. Il n'y a pas non plus besoin de s'inquiéter du parallélisme des rails.

Tout cela semble génial, mais quelle est la prise? Le prix. Des calculs approximatifs montrent que si les curseurs pour les rails linéaires ont des prix similaires aux roulements pour les tiges, les rails eux-mêmes coûtent environ 2,5 à 4 fois celui d'une paire de cannes à des longueurs équivalentes. En comparaison, les tiges sont bon marché et assez bonnes. Pesant le coût supplémentaire contre les gains de performance, la plupart des bricoles opteraient toujours pour les tiges et les roulements.

Pour l'entretien, les rails linéaires sont similaires aux premiers, nécessitant une lubrification régulière des roulements. Les rails exposés ont également besoin d'un nettoyage occasionnel.

Avantages

• Très haute précision;
• Soutient l'impression à grande vitesse;
• Petite empreinte, commode à utiliser;

Désavantage

• Ne peut pas servir de structures de support, doit être installée sur les profils, etc.;
• Cher.

Rails linéaires intégrés

Au lieu d'utiliser directement les guides ci-dessus, certains fabricants, dans le but de faire progresser les capacités techniques ou de s'adresser à des produits spécifiques, explorent également de meilleures solutions.

Les forces centrales des rails linéaires se trouvent dans la rigidité élevée des rails en acier et le mouvement précis et lisse activé par les roulements à billes. Ces avantages sont conservés dans des rails linéaires intégrés.

Lors de la fabrication des modules linéaires, Fuyu incorpore deux bandes d'acier dans les parois intérieures du boîtier en alliage en aluminium, CNC broie précisément l'acier dans des rails avec une précision d'usinage au niveau micron. De plus, avec les rails intégrés plus larges, la rigidité est encore améliorée sans augmenter le poids, mieux adapter les opérations de CNC à haute puissance - après tout, les imprimantes 3D ordinaires ne nécessitent pas une rigidité aussi extrême.

Comparé à des rails linéaires de montage directement à la surface des extrusions, l'intégration des rails en acier à l'intérieur des modules linéaires empêche l'accumulation de poussière sur les rails, ce qui réduit la fréquence d'entretien. Il rend également les modules plus légers et compacts, de sorte qu'une machine chère ne finit pas par ressembler à un projet de passionné de bricolage. Cependant, l'intégration des rails linéaires pose des défis de fabrication considérables pour le producteur, sans avantage de coût par rapport aux rails linéaires normaux.

Avantages

• Identique aux rails linéaires: très haute précision, prend en charge l'impression à grande vitesse, une petite empreinte;
• La rigidité ferroviaire s'est encore améliorée;
• Fréquence d'entretien plus faible avec rails fermés;

Désavantage

• Cher;
• Pas adapté au bricolage.