3डी प्रिंटिंग तकनीक तेजी से आगे बढ़ रही है। एक पल हम बच्चों के मनोरंजन के लिए छोटे खिलौने बनाने पर चर्चा कर रहे हैं, और अगले ही पल हम खबर देखते हैं कि एक 3डी प्रिंटर ने एक कंक्रीट की इमारत बनाई है जो 8 तीव्रता के भूकंप को झेल सकती है। समय को देखते हुए, "3डी प्रिंटर से 3डी प्रिंटिंग" भी संभव लगती है।

लेकिन संभावनाओं को छोड़ दें, तो शौक़ीन और निर्माता अभी भी डेस्कटॉप 3डी प्रिंटर की अधिक परवाह करते हैं - वे किस प्रकार के हैं, वे कितनी तेजी से प्रिंट करते हैं, और उनकी लागत कितनी है। यदि आपको चीजों की तह तक जाना पसंद है, या आपने पहले कभी 3D प्रिंटर को DIY बनाने का प्रयास किया है, तो आपने इस प्रश्न पर भी विचार किया होगा: वे कैसे चलते हैं?

XYZ, I3 और CoreXY वर्तमान में डेस्कटॉप 3D प्रिंटर की सबसे लोकप्रिय शैलियाँ हैं। वे इस प्रकार चलते हैं: मशीन में 3D समन्वय प्रणाली की X, Y और Z दिशाओं में एक या कई अक्ष होते हैं। प्रत्येक अक्ष का एक सिरा शक्ति प्रदान करने के लिए एक मोटर से सुसज्जित है। सिंक्रोनस बेल्ट या लीडस्क्रू फिर मोटर के घूर्णन को एक्स, वाई और जेड दिशाओं के साथ रैखिक गति में परिवर्तित करते हैं। अंत में, 3 दिशाओं में रैखिक गाइड रेल सिस्टम के साथ, मशीन अक्षों द्वारा गठित 3डी स्थान में किसी भी बिंदु पर नोजल को स्थित कर सकती है, फिलामेंट को बाहर निकाल सकती है, और एक 3डी ऑब्जेक्ट बना सकती है।

गाइड सिस्टम क्यों महत्वपूर्ण हैं?

प्रिंटिंग के दौरान गाइड सिस्टम मुख्य रूप से 3 उद्देश्यों को पूरा करता है:

1. परिशुद्धता: सख्त सहनशीलता का एहसास करें, डगमगाने से रोकें, और सुनिश्चित करें कि गाइड पर स्थापित प्रिंट हेड या गर्म बिस्तर पूर्व निर्धारित दिशा के साथ रैखिक रूप से चलता है;
2. चिकनाई: बीयरिंग या रोलर्स के साथ घर्षण को कम करें, और चिकनी गति में योगदान दें;
3. विश्वसनीयता: उत्कृष्ट कठोरता के साथ मार्गदर्शक संरचनाएं मशीन की विश्वसनीयता में सुधार कर सकती हैं और समय के साथ अधिक सुसंगत प्रिंट में योगदान कर सकती हैं।

गाइड प्रणालियों की विविधता

सामान्य तौर पर, 3डी प्रिंटर पर उपयोग किए जाने वाले गाइड सिस्टम में शामिल हैं:

1. पहिए और प्रोफाइल
2. रैखिक छड़ें और बीयरिंग
3. रैखिक रेल
4. एंबेडेड रैखिक रेल

पहिए और प्रोफ़ाइल

सभी गाइडों में, पहियों और प्रोफाइल का संयोजन संभवतः सबसे आम और लागत प्रभावी है। आमतौर पर गतिविधियों को निर्देशित करने के लिए प्रोफ़ाइल के वी- या टी-आकार के खांचे के साथ 3 से 4 रोलर्स चलते हैं।

पहियों की बाहरी रिंग आमतौर पर POM (पॉलीफॉर्मेल्डिहाइड) से बनी होती है, और आंतरिक रिंग स्टील और बॉल बेयरिंग से बनी होती है। पीओएम में उच्च शक्ति, कम विरूपण और उत्कृष्ट घर्षण प्रतिरोध है, जो इसे प्रिंटर व्हील बनाने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है। उचित उपयोग के साथ, पीओएम रोलर्स सैकड़ों घंटे तक चल सकते हैं। कुछ निर्माता पहिए बनाने के लिए पीसी (पॉलीकार्बोनेट) का भी उपयोग करते हैं, जिनमें थोड़ी अधिक कीमत पर, अधिक ताकत और लंबा जीवन होता है।

रैखिक गति सुनिश्चित करने के लिए, पहियों को प्रोफाइल को ठीक से पकड़ना चाहिए। बहुत ढीला और उच्च गति पर कंपन हो सकता है। बहुत अधिक टाइट होने से घिसाव बढ़ जाएगा - जमा हुआ मलबा पहियों और पटरियों के बीच जमा हो सकता है, जिससे ऊबड़-खाबड़ या घबराहट भरी गति हो सकती है। इसलिए उपयोगकर्ताओं को प्रिंटर कैसे काम करता है, इसके आधार पर पहिया की जकड़न को समायोजित करने, मलबे को साफ करने और आवश्यक होने पर पहियों को बदलने की आवश्यकता होती है। अन्य गाइडों की तुलना में, व्हील और प्रोफाइल कॉम्बो को अधिक लगातार रखरखाव की आवश्यकता होती है।

इसके अतिरिक्त, प्लास्टिक में धातुओं की तुलना में कम कठोरता होती है। गति के दौरान पहिया विरूपण से बचना कठिन है, इसलिए पहियों का उपयोग करने वाले प्रिंटर में आमतौर पर स्टील गाइड वाले प्रिंटर की तुलना में कम सटीकता होती है।

आमतौर पर 3डी प्रिंटर पर उपयोग की जाने वाली प्रोफाइल दो प्रकारों में उपलब्ध हैं: वी-स्लॉट प्रोफाइल और टी-स्लॉट प्रोफाइल। जैसा कि नाम से पता चलता है, उनके बीच मुख्य अंतर क्रॉस-अनुभागीय आकार है। अच्छे मार्गदर्शक प्रभाव प्राप्त करने के लिए अलग-अलग प्रोफाइल अलग-अलग पहियों के साथ जुड़ते हैं।

चूंकि प्रोफाइल अनुकूलन योग्य, सस्ती और पर्याप्त प्रदर्शन के साथ हैं, इसलिए कई DIY 3D प्रिंटर बिल्ड के लिए पहियों और प्रोफाइल का संयोजन शीर्ष विकल्प है।

लाभ

• अच्छा मार्गदर्शक प्रदर्शन, सस्ता और उपयोगी;
• प्रचुर विकल्प, व्यापक रूप से उपलब्ध;
• स्थापित करना, उपयोग करना और संशोधित करना आसान;

नुकसान

• कम परिशुद्धता;
• कंपन की अधिक संभावना;
• अधिक बार रखरखाव की आवश्यकता होती है।

रैखिक छड़ें और बीयरिंग

व्हील और प्रोफ़ाइल गाइड की सीमाओं ने DIYers और निर्माताओं को बेहतर परिशुद्धता और स्थिरता के साथ एक और संयोजन - रैखिक छड़ और बीयरिंग पर अधिक ध्यान केंद्रित करने के लिए प्रेरित किया है। पिछले कुछ वर्षों में, रॉड और बेयरिंग गाइड 3डी प्रिंटर के लिए गाइड सिस्टम का लगभग पर्याय बन गए हैं। प्रिंटर के प्रत्येक अक्ष के लिए कम से कम 2 छड़ें और 2 बीयरिंग की आवश्यकता होती है। रैखिक गति का मार्गदर्शन करने के लिए, एक्सट्रूडर या गर्म बिस्तर के साथ लगे कैरिज से कनेक्ट होने पर, बीयरिंग या तो छड़ से लपेटते हैं या चिपकते हैं।

एक रैखिक छड़, उर्फ ​​चिकनी छड़, बस एक बेलनाकार स्टील की छड़ है, जो विभिन्न आकारों में उपलब्ध है - 3 डी प्रिंटर आमतौर पर 8 मिमी व्यास वाले का उपयोग करते हैं। छड़ों को बहुत चिकनी सतहों के साथ उच्च आयामी सटीकता के साथ मशीनीकृत किया जा सकता है। बॉल बेयरिंग के साथ जोड़ी गई, उचित रूप से एकत्रित छड़ें काफी अच्छी रैखिक गति प्राप्त कर सकती हैं।

और हाँ चिकने होने के कुछ नुकसान भी हैं। जब मार्गदर्शन के लिए उपयोग किया जाता है, तो छड़ों को धातु के क्लैंप के साथ दोनों सिरों पर तय करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, बीयरिंग न केवल रैखिक रूप से घूम सकते हैं बल्कि सिलेंडर के चारों ओर 360° भी घूम सकते हैं। इसीलिए उन्हें एक्सट्रूडर या गर्म बिस्तर को रैखिक रूप से चलने देने के लिए किसी अन्य समानांतर रॉड पर बीयरिंग से जोड़ने की आवश्यकता होती है। दो छड़ों के बीच समानता चुनौतीपूर्ण हो सकती है, खासकर DIYers के लिए।

तो, शाफ्ट गाइड का उपयोग करने का मतलब एक तरफ उच्च परिशुद्धता और स्थिरता है, लेकिन दूसरी तरफ उच्च असेंबली कठिनाई के साथ-साथ बड़े पदचिह्न और वजन भी है।

छड़ों के साथ उपयोग किए जाने वाले बीयरिंग मुख्य रूप से यू-ग्रूव बीयरिंग और रैखिक बीयरिंग हैं जो पूरी तरह से स्टील से बने होते हैं। यू-ग्रूव बीयरिंग पहियों के समान होते हैं जो छड़ के साथ घूम सकते हैं। रैखिक बीयरिंगों में बाहर की तरफ एक बेलनाकार आस्तीन होती है, जिसके अंदर गेंदों की कई पंक्तियाँ होती हैं जो शाफ्ट के साथ घूम सकती हैं। दोनों न्यूनतम घर्षण के साथ सहज मार्गदर्शन प्राप्त कर सकते हैं।

छड़ें और बियरिंग लंबे समय तक चलने वाली होती हैं, केवल छड़ों पर जमा गंदगी को समय-समय पर साफ करने और बियरिंग्स को चिकनाई देने की आवश्यकता होती है। यदि छड़ें फ्रेम के रूप में कार्य करने के बजाय एक आवास में संलग्न हैं, तो आवास को अलग करना और बीयरिंगों को चिकनाई करना सीधा है। हालाँकि, लंबे समय तक उपयोग के बाद घिसे हुए बेयरिंग को बदलना थोड़ा मुश्किल हो सकता है।

लाभ

• उत्कृष्ट मार्गदर्शक प्रदर्शन, उच्च परिशुद्धता, मध्यम लागत;
• प्रचुर विकल्प, व्यापक रूप से उपलब्ध;
• कम रखरखाव आवृत्ति;

नुकसान

• संलग्न होने पर बड़ा पदचिह्न और वजन;
• समानता एक समस्या हो सकती है;
• बियरिंग बदलना मुश्किल हो सकता है।

रैखिक पटरियाँ

लीनियर रेल, जिसे लीनियर गाइड भी कहा जाता है, हाल के वर्षों में प्रचलन में रही है। स्टील रेल भाग में प्रत्येक तरफ एक ट्रैक होता है, और उस पर लगे स्लाइडर्स में बॉल बेयरिंग के 2 सेट होते हैं जो पटरियों के साथ चल सकते हैं। औद्योगिक 3डी प्रिंटर के अलावा, अधिक से अधिक डेस्कटॉप निर्माता अपनी उच्च-स्तरीय उत्पाद श्रृंखला में लीनियर रेल का भी उपयोग कर रहे हैं।

हालाँकि दोनों स्टील से बने होते हैं, जब वास्तविक कार्य की बात आती है, तो छड़ की तुलना में रैखिक रेल झुकने और कंपन के प्रति कम संवेदनशील होती हैं। इसका मुख्य कारण उनकी अनोखी माउंटिंग विधि है। छड़ें केवल दोनों सिरों पर तय की जाती हैं, जबकि रैखिक रेल की सतह पर नियमित अंतराल पर बढ़ते छेद होते हैं, जिससे उन्हें आवास या अन्य समर्थन संरचनाओं में कसकर सुरक्षित किया जा सकता है।

यह एक ओर स्थिर रैखिक गति सुनिश्चित करता है और प्रिंट गुणवत्ता में सुधार करता है, और दूसरी ओर उच्च गति पर अत्यधिक झटकों को रोककर गति सीमा बढ़ाता है। यह एक कारण है कि J1 उच्च गति मुद्रण प्राप्त कर सकता है।

असेंबली के दौरान, रैखिक रेलें बिना जोड़े के एकल अक्ष का मार्गदर्शन कर सकती हैं, जिससे मशीन को अधिक हल्का और कॉम्पैक्ट बनाने के लिए जगह और वजन की बचत होती है। रेल समानता के बारे में भी चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

यह सब बहुत अच्छा लगता है, लेकिन इसमें दिक्कत क्या है? क़ीमत। मोटे तौर पर गणना से पता चलता है कि जबकि रैखिक रेल के लिए स्लाइडर की कीमत छड़ के लिए बीयरिंग के समान होती है, रेल की कीमत समान लंबाई वाली छड़ की एक जोड़ी की तुलना में लगभग 2.5 - 4 गुना अधिक होती है। इसकी तुलना में, छड़ें सस्ती और काफी अच्छी हैं। प्रदर्शन लाभ के मुकाबले अतिरिक्त लागत को ध्यान में रखते हुए, अधिकांश DIYers अभी भी छड़ और बीयरिंग का विकल्प चुनेंगे।

रखरखाव के लिए, रैखिक रेलें पूर्व के समान होती हैं, जिनमें बीयरिंगों के नियमित स्नेहन की आवश्यकता होती है। खुली रेलों को भी समय-समय पर सफाई की आवश्यकता होती है।

लाभ

• बहुत उच्च परिशुद्धता;
• उच्च गति मुद्रण का समर्थन करता है;
• छोटे पदचिह्न, उपयोग करने में सुविधाजनक;

नुकसान

• समर्थन संरचनाओं के रूप में काम नहीं कर सकता, प्रोफाइल आदि पर स्थापित करने की आवश्यकता है;
• महँगा।

एंबेडेड रैखिक रेल

उपरोक्त गाइडों का सीधे उपयोग करने के बजाय, कुछ निर्माता, तकनीकी क्षमताओं को आगे बढ़ाने या विशिष्ट उत्पादों की पूर्ति के उद्देश्य से, बेहतर समाधान भी तलाश रहे हैं।

रैखिक रेल की मुख्य ताकत स्टील रेल की उच्च कठोरता और बॉल बेयरिंग द्वारा सक्षम सटीक, सुचारू गति में निहित है। ये फायदे एम्बेडेड रैखिक रेल में संरक्षित हैं।

रैखिक मॉड्यूल बनाते समय, FUYU एल्यूमीनियम मिश्र धातु आवास की आंतरिक दीवारों में दो स्टील स्ट्रिप्स को एम्बेड करता है, फिर सीएनसी माइक्रोन-स्तरीय मशीनिंग सटीकता के साथ स्टील को सटीक रूप से रेल में पीसता है। इसके अलावा, व्यापक एम्बेडेड रेल के साथ, वजन बढ़ाए बिना कठोरता में और सुधार किया जाता है, उच्च-शक्ति सीएनसी संचालन के लिए बेहतर अनुकूल - आखिरकार, सामान्य 3 डी प्रिंटर को ऐसी अत्यधिक कठोरता की आवश्यकता नहीं होती है।

एक्सट्रूज़न की सतह पर सीधे रैखिक रेल स्थापित करने की तुलना में, रैखिक मॉड्यूल के अंदर स्टील रेल को एम्बेड करने से रेल पर धूल के निर्माण को रोका जाता है, जिससे रखरखाव की आवृत्ति कम हो जाती है। यह मॉड्यूल को अधिक हल्का और कॉम्पैक्ट बनाता है, ताकि एक महंगी मशीन DIY उत्साही के प्रोजेक्ट की तरह न दिखे। हालाँकि, रैखिक रेल को एम्बेड करने से निर्माता के लिए काफी विनिर्माण चुनौतियाँ पैदा होती हैं, सामान्य रैखिक रेल की तुलना में कोई लागत लाभ नहीं होता है।

लाभ

• रैखिक रेल के समान: बहुत उच्च परिशुद्धता, उच्च गति मुद्रण, छोटे पदचिह्न का समर्थन करता है;
• रेल की कठोरता में और सुधार हुआ;
• संलग्न रेल के साथ कम रखरखाव आवृत्ति;

नुकसान

• महँगा;
• DIY के लिए उपयुक्त नहीं है.