טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתקדמת בצעדי ענק. רגע אחד אנחנו דנים בהכנת צעצועים קטנים כדי לבדר ילדים, ובשנייה הבאה אנחנו רואים חדשות שמדפסת תלת מימד בנתה בניין בטון שיכול לעמוד ברעידת אדמה בעוצמה של 8 דרגות. בהינתן זמן, "הדפסת תלת מימד במדפסת תלת מימד" נראה גם אפשרי.

אבל אם עזוב את הלקוחות הפוטנציאליים בצד, מה שמעניין חובבים ויצרנים הם עדיין מדפסות תלת מימד שולחניות - אילו סוגים יש, כמה מהר הן מדפיסות וכמה הן עולות. אם אתה אוהב לרדת לעומקם של דברים, או אי פעם ניסית לעשות בעצמך מדפסת תלת מימד בעבר, בטח גם שקלת את השאלה הזו: איך הם זזים?

XYZ, I3 ו-CoreXY הם כיום הסגנונות הפופולריים ביותר של מדפסות תלת מימד שולחניות. כך הם נעים: למכונה יש ציר אחד או כמה ציר בכיווני X, Y ו-Z של מערכת הקואורדינטות התלת-ממדית. קצה אחד של כל ציר מצויד במנוע לספק כוח. חגורות או ברגים סינכרוניים ממירים את סיבוב המנוע לתנועה ליניארית לאורך כיווני X, Y ו-Z. לבסוף, עם מערכות מסילות ההובלה הליניאריות ב-3 הכיוונים, המכונה יכולה למקם את הזרבובית בכל נקודה בחלל התלת-ממדי שנוצר על ידי הצירים, להוציא את חוט הלהט וליצור אובייקט תלת-ממדי.

מדוע מערכות הנחיה חשובות?

מערכות המדריך משרתות בעיקר 3 מטרות במהלך ההדפסה:

1. דיוק: להבין סובלנות הדוקה, למנוע תנודות, ולהבטיח שראש ההדפסה או המיטה המחוממת המותקנת על המדריכים נעים באופן ליניארי לאורך הכיוון שנקבע מראש;
2. חלקות: הפחת את החיכוך עם מיסבים או רולים, ותרום לתנועה חלקה יותר;
3. אמינות: הנחיית מבנים בעלי קשיחות מעולה יכולה לשפר את אמינות המכונה ולתרום להדפסות עקביות יותר לאורך זמן.

מגוון מערכות ההדרכה

באופן כללי, מערכות המדריך המשמשות במדפסות תלת מימד כוללות:

1. גלגלים ופרופילים
2. מוטות ומסבים ליניאריים
3. מסילות ליניאריות
4. מסילות ליניאריות משובצות

גלגלים ופרופילים

מבין כל המדריכים, שילוב הגלגלים והפרופילים הוא כנראה הנפוץ והמשתלם ביותר. יש בדרך כלל 3 עד 4 גלילים העוברים לאורך החריץ בצורת V או T של הפרופיל כדי להנחות את התנועות.

הטבעת החיצונית של הגלגלים עשויה לרוב מ-POM (פוליפורמלדהיד), והטבעת הפנימית מורכבת מפלדה וממיסבים כדוריים. ל-POM חוזק גבוה, דפורמציה נמוכה ועמידות מעולה בפני שחיקה, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לייצור גלגלי מדפסת. בשימוש נכון, גלילי POM יכולים להחזיק מעמד מאות שעות. חלק מהיצרנים משתמשים גם ב-PC (פוליקרבונט) לייצור גלגלים, בעלי חוזק גבוה יותר וחיים ארוכים יותר, אם כי במחיר מעט גבוה יותר.

כדי להבטיח תנועה ליניארית, הגלגלים צריכים לאחוז בפרופילים כראוי. רופף מדי ורטט יכול להתרחש במהירויות גבוהות. הדוקה מדי תגביר את הבלאי - פסולת שהצטברה עלולה להיערם בין הגלגלים והמסילות, ולגרום לתנועה גבשושית או עצבנית. אז המשתמשים צריכים להתאים את אטימות הגלגלים על סמך אופן פעולת המדפסת, לנקות פסולת ולהחליף גלגלים בעת הצורך. בהשוואה למדריכים אחרים, שילוב הגלגל והפרופיל דורש תחזוקה תכופה יותר.

בנוסף, לפלסטיק קשיחות נמוכה יותר מאשר למתכות. קשה למנוע עיוות גלגלים במהלך תנועה, ולכן למדפסות המשתמשות בגלגלים יש בדרך כלל דיוק נמוך יותר בהשוואה לאלו עם מובילי פלדה.

הפרופילים הנפוצים במדפסות תלת מימד זמינים בשני סוגים: פרופילי חריץ V ופרופילי חריץ T. כפי שהשמות מרמזים, ההבדל העיקרי ביניהם הוא צורת החתך. פרופילים שונים משתלבים עם גלגלים שונים כדי להשיג אפקטים מנחים טובים.

מכיוון שהפרופילים ניתנים להתאמה אישית, זולים ובעלי ביצועים מספקים, השילוב של גלגלים ופרופילים הוא הבחירה העליונה עבור מבנים רבים של מדפסות תלת מימד עשה זאת בעצמך.

יתרונות

• ביצועי הנחייה טובים, זולים ושימושיים;
• אפשרויות בשפע, זמינות באופן נרחב;
• קל להתקנה, שימוש ושינוי;

חסרונות

• דיוק נמוך יותר;
• נוטה יותר לרטט;
• דורש תחזוקה תכופה יותר.

מוטות ומסבים ליניאריים

המגבלות של מדריכי גלגלים ופרופילים הובילו את עשה זאת בעצמך ויצרנים להעביר יותר תשומת לב לשילוב אחר עם דיוק ויציבות מעולים - מוטות ליניאריים ומסבים. בשנים האחרונות, מובילי מוט ומסבים הפכו כמעט לשם נרדף למערכות הנחייה למדפסות תלת מימד. יש צורך ב-2 מוטות ו-2 מיסבים לפחות לכל ציר של המדפסת. המסבים עוטפים או נצמדים למוטות, תוך חיבור לכרכרות המותקנות באמצעות אקסטרודר או מיטה מחוממת, כדי להנחות את התנועה הליניארית.

מוט ליניארי, הלא הוא מוט חלק, הוא פשוט מוט פלדה גלילי, זמין בגדלים שונים - מדפסות תלת מימד משתמשות בדרך כלל במדפסות בקוטר 8 מ"מ. מוטות ניתנים לעיבוד דיוק ממדי גבוה עם משטחים חלקים מאוד. בשילוב עם מיסבים כדוריים, מוטות מורכבים כהלכה יכולים להשיג תנועות ליניאריות טובות למדי.

וכן יש גם חסרונות להיות חלק. כאשר משתמשים בהם להנחיה, יש לקבע את המוטות בשני הקצוות באמצעות מהדקים מתכתיים. כמו כן, מיסבים יכולים לא רק לנוע באופן ליניארי אלא גם לסובב 360 מעלות סביב הצילינדרים. זו הסיבה שהם צריכים להיות מחוברים למיסבים על מוט מקביל אחר כדי לאפשר למכבש או למיטה המחוממת לנוע באופן ליניארי. מקביליות בין שני מוטות יכולה להיות מאתגרת, במיוחד עבור עשה זאת בעצמך.

לכן, שימוש במובילי פיר פירושו דיוק ויציבות גבוהים יותר מצד אחד, אך גם טביעת רגל ומשקל גדולים יותר, יחד עם קושי גבוה יותר בהרכבה מצד שני.

המסבים המשמשים עם מוטות הם בעיקר מיסבים חריצי U ומסבים ליניאריים העשויים כולו מפלדה. מיסבי חריץ U דומים לגלגלים שיכולים להתגלגל לאורך המוטות. למיסבים ליניאריים יש שרוול גלילי מבחוץ, עם כמה שורות של כדורים בפנים שיכולים להסתובב לאורך הציר. שניהם יכולים להשיג הנחייה חלקה עם חיכוך מינימלי.

מוטות ומסבים מחזיקים מעמד לאורך זמן, רק מצריכים ניקוי מדי פעם של הצטברות על המוטות ושימון המסבים. אם המוטות סגורים בתוך בית במקום לשמש כמסגרת, פירוק הבית ושימון המסבים הוא פשוט. עם זאת, החלפת מיסבים בלויים לאחר שימוש ממושך עשויה להיות מעט מסובכת.

יתרונות

• ביצועי הנחייה מעולים, דיוק גבוה, עלות בינונית;
• אפשרויות בשפע, זמינות באופן נרחב;
• תדירות תחזוקה נמוכה;

חסרונות

• טביעת רגל ומשקל גדולים יותר כאשר סגורים;
• מקביליות יכולה להיות בעיה;
• החלפת מיסבים יכולה להיות מסובכת.

מסילות ליניאריות

מסילה לינארית, המכונה גם מנחה ליניארי, נמצאת במגמה בשנים האחרונות. לחלק מסילת הפלדה יש ​​מסילה בכל צד, והמחוונים המקוננים עליו מכילים 2 סטים של מיסבים כדוריים שיכולים להסתובב לאורך המסילה. בנוסף למדפסות תלת מימד תעשייתיות, יותר ויותר יצרני שולחנות עבודה משתמשים גם במסילות ליניאריות בקווי המוצרים היוקרתיים שלהם.

למרות ששניהם עשויים מפלדה, כשמדובר בעבודה בפועל, מסילות ליניאריות פחות רגישות לכיפוף ולרעידות בהשוואה למוטות. זה מיוחס בעיקר לשיטת ההרכבה הייחודית שלהם. מוטות קבועים רק בשני הקצוות, בעוד למסילות ליניאריות יש חורי הרכבה במרווחים קבועים על פני השטח, המאפשרים להדק אותם בחוזקה לבית או למבני תמיכה אחרים.

זה מבטיח תנועה ליניארית יציבה ומשפר את איכות ההדפסה מצד אחד, ומגביר את הגבלת המהירות על ידי מניעת רעידות מוגזמות במהירויות גבוהות מצד שני. זו אחת הסיבות ש-J1 יכול להשיג הדפסה במהירות גבוהה.

במהלך ההרכבה, מסילות ליניאריות יכולות להנחות ציר בודד ללא זיווג, לחסוך מקום ומשקל כדי להפוך את המכונה לקלת משקל וקומפקטית יותר. אין גם צורך לדאוג מקביליות מסילות.

הכל נשמע נהדר, אבל מה הקאץ'? המחיר. חישובים גסים מראים שבעוד שלסליידרים למסילות ליניאריות יש מחירים דומים למיסבים של מוטות, המסילות עצמן עולות בערך פי 2.5 - 4 מזו של זוג מוטות באורכים שווים. לשם השוואה, מוטות זולים וטובים מספיק. בשקלול העלות הנוספת מול רווחי ביצועים, רוב ה-DIYs עדיין יבחרו במוטות ובמיסבים.

לצורך תחזוקה, מסילות ליניאריות דומות לראשונות, הדורשות שימון קבוע של המסבים. גם מסילות חשופות זקוקות לניקוי מדי פעם.

יתרונות

• דיוק גבוה מאוד;
• תומך בהדפסה במהירות גבוהה;
• טביעת רגל קטנה, נוחה לשימוש;

חסרונות

• לא יכול לשמש כמבני תמיכה, צריך להיות מותקן על פרופילים וכו';
• יָקָר.

מסילות ליניאריות משובצות

במקום להשתמש ישירות במדריכים הנ"ל, חלק מהיצרנים, לצורך קידום יכולות טכניות או קייטרינג למוצרים ספציפיים, בוחנים גם פתרונות טובים יותר.

חוזקות הליבה של מסילות ליניאריות נעוצות בקשיחות הגבוהה של מסילות הפלדה ובתנועה המדויקת והחלקה המתאפשרת על ידי המיסבים הכדוריים. יתרונות אלו נשמרים במסילות ליניאריות משובצות.

בעת יצירת המודולים הליניאריים, FUYU מטמיע שני פסי פלדה בדפנות הפנימיות של בית סגסוגת האלומיניום, ואז CNC טוחן את הפלדה במדויק למסילות עם דיוק עיבוד ברמת מיקרון. כמו כן, עם המסילות המשובצות הרחבות יותר, הקשיחות משתפרת עוד יותר מבלי להגדיל את המשקל, ומתאימות יותר לפעולות CNC בעלות הספק גבוה - אחרי הכל, מדפסות תלת מימד רגילות אינן דורשות קשיחות כה קיצונית.

בהשוואה להרכבה ישירה של מסילות ליניאריות על פני השטח של אקסטרוזיות, הטבעת מסילות הפלדה בתוך המודולים הליניאריים מונעת הצטברות אבק על המסילות, ומפחיתה את תדירות התחזוקה. זה גם הופך את המודולים לקלים יותר וקומפקטיים יותר, כך שמכונה יקרה לא תיראה בסופו של דבר כמו פרויקט של חובבי עשה זאת בעצמך. עם זאת, הטבעת מסילות ליניאריות מציבה אתגרי ייצור ניכרים עבור היצרן, ללא יתרון בעלויות על פני מסילות ליניאריות רגילות.

יתרונות

• זהה למסילות ליניאריות: דיוק גבוה מאוד, תומך בהדפסה במהירות גבוהה, טביעת רגל קטנה;
• קשיחות המסילה השתפרה עוד יותר;
• תדירות תחזוקה נמוכה יותר עם מסילות סגורות;

חסרונות

• יָקָר;
• לא מתאים ל-DIY.