1. Cabeça cartesiana-xy

Um sistema de pórtico cartesiano-xy é um tipo de sistema de controle de movimento comumente usado em impressoras 3D (e uma grande variedade de outras classes de máquinas CNC). Essa abordagem de construção move o cabeçote ou extrusora ao longo do eixo x do pórtico e move o eixo y movendo todo o pórtico. Isso pode envolver mover uma massa alta no eixo y e pode resultar em um risco maior de vibrações da máquina, especialmente durante manobras de alta aceleração.

Nesse sistema de pórtico, o leito de impressão é fixo e o cabeçote de impressão ou extrusora se move ao longo de dois eixos perpendiculares, normalmente funcionando em eixos de terra com rolamentos lineares de bola recirculantes. As versões com preços mais altos geralmente usam trilhos em V com rolamentos de roletes externamente em V como guias, resultando em desgaste reduzido do rolamento. O eixo x é geralmente definido comoAcrosé a máquina, enquanto o eixo y é orientadopara trás/para frenteem relação ao dispositivo. O eixo Z posiciona a altura vertical do cabeçote ou extrusora e é transportada no movimento x do pórtico.

Os sistemas de pórtico cartesiano-xy são simples e fáceis de construir e operar. Eles também fornecem boa precisão e repetibilidade, permitindo o posicionamento de alta precisão do cabeçote de impressão. No entanto, eles têm limitações em termos de velocidade e aceleração e podem não ter rigidez em alguns aspectos.

2. Ultimaker ao estilo cruzado

O sistema de pórtico cruzado no estilo Ultimaker é um sistema de movimento mecânico e movimento do eixo menos comumente usado na impressão 3D. Possui dois pãezinhos paralelos que posicionam o cabeçote ou extrusora ao longo dos eixos X e Y. Os pãezinhos são conectados por uma barra transversal, que se destina a estabilizar o movimento ao longo dos dois eixos, compartilhando rigidez. O movimento do eixo z geralmente é transportado nesses dois eixos, em vez de delegado a um leito de impressão em ascensão e queda.

Nesse sistema, a cama de impressão é normalmente fixa e estável. O cabeçote de impressão ou extrusora se move ao longo dos eixos X e Y. Eles são acionados por motores de passo que transmitem movimento através de cintos dentes. Os dois pãezinhos são capazes de se mover simultaneamente. Isso permite a curvatura suave e o movimento livre de idiotas entre as operações de impressão, à medida que as mudanças direcionais repentinas são minimizadas. A abordagem também oferece boa estabilidade durante a impressão, beneficiando a qualidade dos resultados impressos.

Essa abordagem de design é mais complexa e requer mais esforço em configuração e calibração do que projetos mais simples. Isso é particularmente afetado pelas unidades de correia que exigem um alinhamento muito bom para garantir um movimento preciso e repetível. Alguns usuários também relatam dificuldade em acessar o leito de impressão para fazer ajustes durante a impressão, pois os dois pãezinhos podem bloquear o acesso às vezes durante a impressão.

3. Corexy

Um sistema de pórtico corexy é uma estrutura usada no design da impressora 3D que possui motores de passo estacionários para acionar os eixos X e Y. Isso reduz a massa em movimento no pórtico durante os movimentos do eixo Y, à medida que o acionamento do eixo y permanece fixo no lugar. Isso permite uma maior aceleração e movimentos mais precisos do cabeçote de impressão, fornecendo resultados impressos de maior qualidade.

O sistema Corexy funciona usando uma série de polias e correias de recirculação (loop) dispostas para que os cintos de acionamento se cruzem no núcleo ou no centro do sistema. Dirigindo os cintos dentes move o cabeçote de impressão nas direções X e Y com inércia inferior.

Mover menos massa permite uma estrutura de pórtico mais clara. Há menos massa em movimento para resistir a momentos de alta aceleração. Essa abordagem é mais sensível à tensão da correia e à condição de deslizamento do que outros sistemas e pode ser complexa para configurar e calibrar. A capacidade de aceleração é considerada uma vantagem suficiente para superar os problemas de configuração; portanto, esse sistema é popular entre alguns usuários na categoria mais avançada.

4. Cabeça cartesiana-xz no estilo i3

A cabeça cartesiana-xz no estilo i3 é amplamente utilizada no design da impressora 3D. Nesta abordagem, a própria plataforma de impressão é levantada e abaixada (movimento do eixo z), enquanto o cabeçote de impressão é transportado separadamente no pórtico para os eixos X e Y. A extrusora é montada em um carro que se move ao longo dos eixos X e Y em eixos de precisão, usando arbustos de esfera de recirculação. Em máquinas maiores e com preços mais altos, os trilhos podem estar na forma V, com rolamentos de rolos funcionando nesses trilhos.

Esse design é simples e fácil de construir, tornando -o uma escolha popular para impressoras em casa/hobby. Ele oferece boa precisão e precisão em máquinas menores, mas geralmente requer moderação em mudanças de aceleração e direção devido à rigidez relativamente baixa e alta inércia.

A principal desvantagem desse design é que pode ser muito difícil manter um leito nivelado e obter espessuras consistentes da camada. A baixa rigidez, em comparação com outros projetos de impressoras 3D de preço superior, podem ter efeitos muito significativos em velocidades/acelerações do eixo mais altas.

5. H-BOT

O Bot H é um sistema de pórtico empregado em algumas impressoras 3D. Ele usa unidades de correia e trilhos lineares em um layout que, semelhante ao sistema Corexy, possui motores estacionários para acionar os eixos X e Y.

Os dois cintos para X e Y formam a forma de um "H." Um cinto é preso ao cabeçote de impressão e se move ao longo do eixo y. O outro cinto é preso à outra extremidade do pórtico e se move ao longo do eixo x. O cabeçote de impressão é transportado em uma unidade Z que se move ao longo dos dois trilhos do eixo principal.

O layout do BOT H pode ser mais estável e rígido do que outros projetos de impressoras 3D, fornecendo resultados impressos de alta qualidade. Os motores estacionários reduzem a inércia do sistema, permitindo acelerações mais altas e exigindo menos rigidez para uma boa estabilidade.

O design do BOT H é complicado de configurar e difícil de calibrar e é relatado como exigindo mais manutenção. Qualquer leve folga que se desenvolve nos cintos interromperá significativamente a precisão do XY, o que é uma questão específica na manutenção, pois os cintos podem se esticar. No entanto, quando bem conservado, o Bot H é um sistema de pórtico eficaz capaz de fornecer alta qualidade e alta velocidade.