3D印刷技術は、飛躍的に進んでいます。ある瞬間、子供たちを楽しませるための小さなおもちゃを作ることについて議論しています。次の瞬間、3Dプリンターが8マグニチュードの地震に耐えることができるコンクリートの建物を構築したというニュースがあります。時間を考えると、「3Dプリンターの3D印刷」も可能です。

しかし、見込み客は別として、愛好家やメーカーがもっと気にしているのは、まだデスクトップ3Dプリンターです。それが何であるか、印刷速度、費用がかかります。物事の底に到達するのが好きな場合、または以前に3DプリンターをDiyingしようとしたことがある場合は、この質問を熟考する必要があります。それらはどのように動きますか？

XYZ、I3、およびCorexyは現在、デスクトップ3Dプリンターの最も人気のあるスタイルです。これがそれらの動きです。マシンには、3D座標系のx、y、z方向に1つまたは複数の軸があります。各軸の一方の端には、電力を提供するモーターが装備されています。同期ベルトまたはリードスクリューは、モーターの回転をX、Y、Z方向に沿って線形運動に変換します。最後に、線形ガイドレールシステムが3方向にあるため、マシンは軸によって形成された3D空間の任意のポイントにノズルを配置し、フィラメントを押し出し、3Dオブジェクトを作成できます。

ガイドシステムが重要なのはなぜですか？

ガイドシステムは、主に印刷中に3つの目的を果たします。

1.精度：緊密な耐性を実現し、ぐらつきを防ぎ、ガイドに設置されたプリントヘッドまたは加熱ベッドが、所定の方向に沿って直線的に移動するようにします。
2。滑らかさ：ベアリングまたはローラーで摩擦を減らし、滑らかな動きに寄与する。
3.信頼性：優れた剛性を備えたガイド構造は、機械の信頼性を向上させ、時間の経過とともにより一貫した印刷に貢献することができます。

さまざまなガイドシステム

一般に、3Dプリンターで使用されるガイドシステムには次のものがあります。

1。ホイールとプロファイル
2。線形ロッドとベアリング
3。線形レール
4。埋め込まれた線形レール

ホイールとプロファイル

すべてのガイドの中で、ホイールとプロファイルの組み合わせはおそらく最も一般的で費用対効果が高いでしょう。通常、動きを導くために、プロファイルのVまたはT型の溝に沿って走行する3〜4個のローラーがあります。

ホイールの外側のリングは、最も一般的にPOM（ポリホルムアルデヒド）でできており、内側のリングはスチールとボールベアリングで構成されています。 POMは高強度、低い変形、優れた耐摩耗性を持ち、プリンターホイールを作るのに特に適しています。適切に使用すると、POMローラーは数百時間持続できます。一部のメーカーは、PC（ポリカーボネート）を使用してホイールを作ります。これは、より高い価格ではありますが、さらに高い強度と長寿命を持っています。

線形運動を確保するために、ホイールはプロファイルを適切に握る必要があります。緩すぎて振動が高速で発生する可能性があります。きつすぎると摩耗が増加します。蓄積された破片は車輪とレールの間に積み上げられ、でこぼこまたは不安定な動きを引き起こす可能性があります。したがって、ユーザーは、必要に応じて、プリンターの仕組み、清掃、ホイールを交換する方法に基づいて、ホイールの緊張を調整する必要があります。他のガイドと比較して、ホイールとプロファイルのコンボには、より頻繁なメンテナンスが必要です。

さらに、プラスチックは金属よりも剛性が低くなっています。運動中の車輪の変形は避けるのが困難であるため、ホイールを使用するプリンターは一般に、スチールガイドを使用しているものと比較して精度が低くなります。

3Dプリンターで一般的に使用されるプロファイルには、V-SlotプロファイルとT-Slotプロファイルの2つのタイプがあります。名前が示唆するように、それらの主な違いは断面形状です。さまざまなプロファイルが異なるホイールと組み合わせて、良いガイド効果を実現します。

プロファイルはカスタマイズ可能で安価で、十分なパフォーマンスを備えているため、ホイールとプロファイルの組み合わせが多くのDIY 3Dプリンタービルドの最大の選択です。

利点

• 優れたガイドパフォーマンス、安価で便利。
• 広く利用可能な豊富なオプション。
• インストール、使用、変更が簡単です。

短所

• より低い精度;
• より多くの振動が発生しやすい。
• より頻繁なメンテナンスが必要です。

線形ロッドとベアリング

ホイールとプロファイルのガイドの制限により、DIYSとメーカーは、優れた精度と安定性、つまり線形ロッドとベアリングとの別の組み合わせにより多くの注意をシフトするようになりました。過去数年で、ロッドとベアリングガイドは、3Dプリンターのガイドシステムとほぼ同義語になりました。プリンターの各軸には、少なくとも2つのロッドと2つのベアリングが必要です。ベアリングは、包装または加熱されたベッドで取り付けられた馬車に接続しながら、線形運動を導きながら、ロッドに包むか、しがみついています。

線形ロッド、別名滑らかなロッドは、さまざまなサイズで利用可能な単なる円筒形のスチールロッドです。3Dプリンターは通常、直径8mmを使用します。ロッドは、非常に滑らかな表面で高次元精度で機械加工できます。ボールベアリングと組み合わせて、適切に組み立てられたロッドは、かなり良い線形動作を実現できます。

そして、はい、スムーズであるという欠点もあります。ガイダンスに使用する場合、ロッドは金属クランプで両端に固定する必要があります。また、ベアリングは直線的に移動するだけでなく、シリンダーの周りで360°回転することもできます。そのため、押出機または加熱ベッドを直線的に動かすために、別の平行ロッドのベアリングに取り付けられる必要があります。 2つのロッド間の並列性は、特にDIYERSにとって挑戦的です。

したがって、シャフトガイドを使用すると、一方では精度と安定性が高くなりますが、フットプリントと重量も大きく、もう片方ではアセンブリの難易度が高くなります。

ロッドで使用されるベアリングは、主にUグルーブベアリングと完全に鋼で作られた線形ベアリングです。 u-grooveベアリングは、ロッドに沿って転がることができるホイールに似ています。線形ベアリングには、外側に円筒形のスリーブがあり、内側に数列のボールがあり、シャフトに沿ってサイクリングできます。どちらも最小限の摩擦でスムーズなガイダンスを達成できます。

ロッドとベアリングは長持ちしており、ロッド上の蓄積の時々の洗浄とベアリングの潤滑は必要です。ロッドがフレームとして機能するのではなく、ハウジングに囲まれている場合、ハウジングを分解してベアリングを潤滑するのは簡単です。ただし、長期使用後に摩耗したベアリングを交換するのは少し難しい場合があります。

利点

• 優れたガイドパフォーマンス、高精度、中程度のコスト。
• 広く利用可能な豊富なオプション。
• 低メンテナンス周波数;

短所

• 囲まれたときのフットプリントと重量が大きくなります。
• 並列性は問題になる可能性があります。
• ベアリングの交換は難しい場合があります。

線形レール

線形ガイドとも呼ばれる線形レールは、近年流行しています。スチールレールパーツには両側にトラックがあり、その上にネストされたスライダーには、トラックに沿ってサイクリングできる2セットのボールベアリングが含まれています。産業用3Dプリンターに加えて、ますます多くのデスクトップメーカーが高級製品ラインで線形レールを使用しています。

どちらも鋼で作られていますが、実際の作業に関しては、線形レールはロッドと比較して曲げや振動の影響を受けにくくなります。これは主に彼らの一意のマウント方法に起因します。ロッドは両端にのみ固定されますが、線形レールには表面に定期的に穴が取り付けられているため、ハウジングまたは他のサポート構造にしっかりと固定できます。

これにより、安定した線形運動が保証され、一方の手で印刷品質が向上し、他方の高速での過度の揺れを防ぐことで速度制限が増加します。これは、J1が高速印刷を実現できる理由の1つです。

アセンブリ中、線形レールはペアリングせずに単一の軸を導き、スペースと重量を節約して、マシンをより軽量でコンパクトにすることができます。また、レールの並列性について心配する必要はありません。

それはすべて素晴らしいように聞こえますが、キャッチは何ですか？価格。大まかな計算では、線形レールのスライダーはロッドのベアリングと同様の価格を持っていますが、レール自体は同等の長さのロッドのペアの約2.5〜4倍かかることを示しています。それに比べて、ロッドは安くて十分です。パフォーマンスの向上に対する余分なコストを比較検討しても、ほとんどのDIYERSはロッドとベアリングを選択します。

メンテナンスのために、線形レールは前者に似ており、ベアリングの定期的な潤滑が必要です。露出したレールも時々洗浄する必要があります。

利点

• 非常に高い精度。
• 高速印刷をサポートします。
• 使用するのに便利な小さなフットプリント。

短所

• サポート構造として機能することはできません。プロファイルなどにインストールする必要があります。
• 高い。

埋め込まれた線形レール

上記のガイドを直接使用する代わりに、一部のメーカーは、技術的能力を進めたり特定の製品に対応することを目的としていますが、より良いソリューションを模索しています。

線形レールのコア強度は、スチールレールの高い剛性と、ボールベアリングによって可能になった正確で滑らかな動きにあります。これらの利点は、埋め込まれた線形レールに保存されています。

線形モジュールを作成すると、FUYUはアルミニウム合金ハウジングの内壁に2つの鋼製ストリップを埋め込み、CNCはミクロンレベルの機械加工精度で鋼を正確にレールに粉砕します。また、より広い埋め込みレールにより、重量を増やすことなく剛性がさらに向上し、高出力CNC操作に適しています。結局のところ、通常の3Dプリンターはそのような極端な剛性を必要としません。

押出の表面に直接取り付けられる線形レールと比較して、線形モジュール内に鋼鉄のレールを埋め込むと、レール上のダストの蓄積を防ぎ、メンテナンスの頻度が減少します。また、モジュールをより軽量でコンパクトにするため、高価なマシンがDIY愛好家のプロジェクトのように見えません。ただし、埋め込まれた線形レールは、生産者にかなりの製造上の課題をもたらし、通常の線形レールよりもコスト上の利点はありません。

利点

• 線形レールと同じ：非常に高精度、高速印刷、小さなフットプリントをサポートします。
• 鉄道の剛性はさらに改善されました。
• レールが囲まれた低いメンテナンス周波数。

短所

• 高い;
• DIYには適していません。