1. 데카르트-XY-헤드

직교-XY 헤드 갠트리 시스템은 3D 프린터(및 다양한 종류의 CNC 기계)에서 일반적으로 사용되는 모션 제어 시스템 유형입니다. 이 구성 접근 방식은 갠트리의 X축을 따라 프린트헤드나 압출기를 이동하고 전체 갠트리를 이동하여 Y축을 이동합니다. 여기에는 Y축에서 높은 질량을 이동시키는 작업이 포함될 수 있으며, 특히 높은 가속 조작 중에 기계 진동의 위험이 더 커질 수 있습니다.

이러한 갠트리 시스템에서는 프린트 베드가 고정되어 있고 프린트 헤드 또는 압출기가 두 개의 수직 축을 따라 이동하며 일반적으로 재순환 볼 선형 베어링이 있는 접지 샤프트에서 작동합니다. 고가 버전에서는 외부에 V 홈이 있는 롤러 베어링이 있는 V 레일을 가이드로 사용하는 경우가 많아 베어링 마모가 줄어듭니다. X축은 일반적으로 다음과 같이 정의됩니다.아크로스기계이고 Y축은 방향이 지정되어 있습니다.뒤로/앞으로장치와 관련하여. Z축은 프린트헤드 또는 압출기의 수직 높이를 지정하고 갠트리의 X 모션을 따라 이동됩니다.

Cartesian-XY 갠트리 시스템은 간단하고 구성 및 작동이 쉽습니다. 또한 우수한 정밀도와 반복성을 제공하여 프린트헤드의 고정밀 위치 지정이 가능합니다. 그러나 속도와 가속도 측면에서 한계가 있으며 일부 측면에서는 강성이 부족할 수 있습니다.

2. 울티메이커 스타일 크로스

Ultimaker 스타일 교차 갠트리 시스템은 3D 프린팅에서 덜 일반적으로 사용되는 기계적 구조 및 축 모션 시스템입니다. X축과 Y축을 따라 프린트헤드나 압출기를 배치하는 두 개의 평행한 갠트리가 특징입니다. 갠트리는 강성을 공유하여 두 축을 따라 움직임을 안정화하기 위한 크로스바로 연결됩니다. Z축 모션은 일반적으로 상승 및 하강 인쇄 베드에 위임되기보다는 이 두 축에서 수행됩니다.

이 시스템에서 인쇄베드는 일반적으로 고정되어 있고 안정적입니다. 프린트헤드나 압출기는 X축과 Y축을 따라 이동합니다. 이는 톱니 벨트를 통해 동작을 전달하는 스테퍼 모터에 의해 구동됩니다. 두 개의 갠트리는 동시에 이동할 수 있습니다. 이를 통해 갑작스러운 방향 변경이 최소화되므로 인쇄 작업 간에 부드러운 곡률과 흔들림 없는 동작이 가능합니다. 또한 이 접근 방식은 인쇄 중에 우수한 안정성을 제공하여 인쇄 결과의 품질에 도움이 됩니다.

이 설계 접근 방식은 단순한 설계보다 더 복잡하고 설정 및 교정에 더 많은 노력이 필요합니다. 이는 특히 정확하고 반복 가능한 모션을 보장하기 위해 매우 우수한 정렬이 필요한 벨트 드라이브의 영향을 받습니다. 일부 사용자는 인쇄 중에 두 개의 갠트리가 때때로 접근을 차단할 수 있기 때문에 인쇄 중에 조정을 위해 인쇄 베드에 접근하는 데 어려움이 있다고 보고합니다.

3. 코어XY

CoreXY 갠트리 시스템은 X축과 Y축을 구동하기 위한 고정 스테퍼 모터가 있는 3D 프린터 설계에 사용되는 구조입니다. 이렇게 하면 Y축 드라이브가 제자리에 고정되어 있으므로 Y축 이동 중에 갠트리에서 움직이는 질량이 줄어듭니다. 이를 통해 프린트 헤드의 가속도가 높아지고 더욱 정밀한 움직임이 가능해 고품질의 인쇄 결과를 얻을 수 있습니다.

CoreXY 시스템은 구동 벨트가 시스템의 코어 또는 중앙에서 서로 교차하도록 배열된 일련의 풀리와 재순환(루프) 벨트를 사용하여 작동합니다. 톱니 벨트를 구동하면 프린트 헤드가 더 낮은 관성으로 X 및 Y 방향으로 이동합니다.

더 적은 질량을 이동하면 더 가벼운 갠트리 구조가 가능해집니다. 높은 가속 순간에 저항할 움직이는 질량이 적습니다. 이 접근 방식은 다른 시스템보다 벨트 장력과 슬라이드 상태에 더 민감하며 설정 및 보정이 복잡할 수 있습니다. 가속 용량은 설정 문제를 능가할 만큼 충분한 이점으로 간주되므로 이 시스템은 고급 범주의 일부 사용자에게 인기가 있습니다.

4. i3 스타일 데카르트-XZ-헤드

i3 스타일 Cartesian-XZ-Head는 3D 프린터 디자인에 매우 널리 사용됩니다. 이 접근 방식에서는 프린트 플랫폼 자체가 올라가고 내려가는 반면(Z축 동작) 프린트 헤드는 X축과 Y축의 갠트리에서 별도로 운반됩니다. 압출기는 재순환 볼 부시를 사용하여 정밀 연삭 샤프트의 X 및 Y 축을 따라 이동하는 캐리지에 장착됩니다. 더 크고 고가의 기계에서는 레일이 V 형태일 수 있으며 이 레일에서 롤러 베어링이 작동합니다.

이 디자인은 간단하고 구성이 쉬우므로 가정/취미용 3D 프린터에 널리 사용됩니다. 소형 기계에서는 우수한 정확도와 정밀도를 제공하지만 일반적으로 상대적으로 낮은 강성과 높은 관성으로 인해 가속도와 방향 변경에 적당한 조절이 필요합니다.

이 디자인의 주요 단점은 평평한 베드를 유지하고 일관된 레이어 두께를 달성하는 것이 매우 어려울 수 있다는 것입니다. 다른 고가의 3D 프린터 디자인에 비해 강성이 좋지 않아 더 높은 축 속도/가속도에서 매우 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

5. H-봇

H-bot은 일부 3D 프린터에 사용되는 갠트리 시스템입니다. CoreXY 시스템과 유사하게 X 및 Y축을 구동하기 위한 고정 모터가 있는 레이아웃의 벨트 드라이브 및 선형 레일을 사용합니다.

X와 Y의 두 벨트는 "H" 모양을 형성합니다. 하나의 벨트가 프린트 헤드에 부착되어 Y축을 따라 움직입니다. 다른 벨트는 갠트리의 다른 쪽 끝에 부착되어 X축을 따라 이동합니다. 프린트 헤드는 두 개의 주축 레일을 따라 움직이는 Z 드라이브로 운반됩니다.

H-bot 레이아웃은 다른 3D 프린터 디자인보다 더 안정적이고 견고하여 더 높은 품질의 인쇄 결과를 제공할 수 있습니다. 고정식 모터는 시스템 관성을 줄여 더 높은 가속을 허용하고 우수한 안정성을 위해 더 적은 강성을 필요로 합니다.

H-bot 설계는 설정이 복잡하고 보정이 어려우며 더 많은 유지 관리가 필요한 것으로 보고되었습니다. 벨트가 약간 느슨해지면 XY 정밀도가 크게 저하됩니다. 이는 벨트가 늘어날 수 있으므로 유지 관리 시 특히 문제가 됩니다. 그러나 잘 관리되면 H-bot은 고품질과 고속을 제공할 수 있는 효과적인 갠트리 시스템입니다.