1. Kartezyen-XY-Başlığı

Kartezyen-XY kafalı portal sistemi, 3D yazıcılarda (ve çok çeşitli diğer CNC makine sınıflarında) yaygın olarak kullanılan bir tür hareket kontrol sistemidir. Bu yapım yaklaşımı, yazıcı kafasını veya ekstrüderi kızağın X ekseni boyunca hareket ettirir ve tüm kızağı hareket ettirerek Y eksenini hareket ettirir. Bu, Y ekseni üzerinde yüksek bir kütlenin hareket ettirilmesini gerektirebilir ve özellikle yüksek hızlanma manevraları sırasında daha yüksek makine titreşimi riskine yol açabilir.

Böyle bir portal sisteminde, baskı yatağı sabittir ve baskı kafası veya ekstruder, tipik olarak geri dönen bilyalı doğrusal yataklara sahip zemin milleri üzerinde çalışan iki dikey eksen boyunca hareket eder. Daha yüksek fiyatlı versiyonlarda genellikle kılavuz olarak harici V-yivli makaralı rulmanlara sahip V rayları kullanılır, bu da rulman aşınmasının azalmasına neden olur. X ekseni genellikle şu şekilde tanımlanır:akrosY ekseni yönlendirilmişken makinedirgeri/ilericihaza göre. Z ekseni, yazıcı kafasının veya ekstruderin dikey yüksekliğini konumlandırır ve portalın X hareketi üzerinde taşınır.

Kartezyen-XY portal sistemlerinin yapımı ve çalıştırılması basit ve kolaydır. Ayrıca iyi bir hassasiyet ve tekrarlanabilirlik sağlayarak yazıcı kafasının yüksek hassasiyette konumlandırılmasına olanak tanır. Ancak hız ve ivme açısından sınırlamaları vardır ve bazı açılardan sertlikten yoksun olabilirler.

2. Ultimaker Tarzı Çapraz

Ultimaker tarzı çapraz köprü sistemi, 3D baskıda daha az kullanılan bir mekanik yapı ve eksen hareket sistemidir. Yazıcı kafasını veya ekstrüderi X ve Y eksenleri boyunca konumlandıran iki paralel köprüye sahiptir. Köprüler, sertliği paylaşarak her iki eksen boyunca hareketi dengelemeyi amaçlayan bir çapraz çubukla birbirine bağlanır. Z ekseni hareketi, yükselen ve alçalan baskı yatağına devredilmek yerine genellikle bu iki eksen üzerinde gerçekleştirilir.

Bu sistemde baskı yatağı genellikle sabit ve stabildir. Yazıcı kafası veya ekstruder hem X hem de Y eksenleri boyunca hareket eder. Hareketi dişli kayışlar aracılığıyla ileten step motorlar tarafından tahrik edilirler. İki portal aynı anda hareket edebilir. Bu, ani yön değişiklikleri en aza indirildiğinden, yazdırma işlemleri arasında düzgün kavis ve sarsıntısız hareket sağlar. Bu yaklaşım ayrıca yazdırma sırasında iyi bir stabilite sunarak, yazdırılan sonuçların kalitesinden yararlanır.

Bu tasarım yaklaşımı daha karmaşıktır ve daha basit tasarımlara göre kurulum ve kalibrasyonda daha fazla çaba gerektirir. Bu, özellikle doğru ve tekrarlanabilir hareket sağlamak için çok iyi hizalama gerektiren kayış tahriklerinden etkilenir. Bazı kullanıcılar, iki kızağın yazdırma sırasında zaman zaman erişimi engelleyebilmesi nedeniyle, yazdırma sırasında ayarlamalar yapmak için yazdırma yatağına erişimde zorluk yaşadıklarını da bildirmektedir.

3.CoreXY

CoreXY gantry sistemi, 3D yazıcı tasarımında kullanılan, X ve Y eksenlerini tahrik etmek için sabit step motorlara sahip bir yapıdır. Bu, Y ekseni tahriki yerinde sabit kaldığından, Y ekseni hareketleri sırasında portaldaki hareket halindeki kütleyi azaltır. Bu, baskı kafasının daha yüksek hızlanmasına ve daha hassas hareketlerine olanak tanıyarak daha yüksek kalitede baskı sonuçları sağlar.

CoreXY sistemi, tahrik kayışları sistemin merkezinde veya merkezinde birbirinin üzerinden geçecek şekilde düzenlenmiş bir dizi makara ve devridaim (döngü) kayışı kullanarak çalışır. Dişli kayışların sürülmesi, yazıcı kafasını daha düşük ataletle hem X hem de Y yönlerinde hareket ettirir.

Daha az kütlenin taşınması, daha hafif bir portal yapısına olanak tanır. Yüksek ivme anlarında direnecek daha az hareketli kütle vardır. Bu yaklaşım, bant gerginliğine ve kayma durumuna diğer sistemlere göre daha duyarlıdır ve kurulumu ve kalibre edilmesi karmaşık olabilir. Hızlanma kapasitesinin kurulum sorunlarını aşmak için yeterli bir avantaj olduğu düşünülür, bu nedenle bu sistem daha gelişmiş kategorideki bazı kullanıcılar arasında popülerdir.

4. i3-Stil Kartezyen-XZ-Kafa

i3 tarzı Kartezyen-XZ-Kafa, 3D yazıcı tasarımında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yaklaşımda, baskı platformunun kendisi kaldırılır ve indirilir (Z ekseni hareketi), yazıcı kafası ise X ve Y eksenleri için kızak üzerinde ayrı ayrı taşınır. Ekstruder, devridaim yapan bilyalı burçlar kullanılarak hassas zeminli miller üzerinde X ve Y eksenleri boyunca hareket eden bir taşıyıcı üzerine monte edilir. Daha büyük ve daha yüksek fiyatlı makinelerde raylar V şeklinde olabilir ve bu raylar üzerinde rulmanlar hareket eder.

Bu tasarımın yapımı basit ve kolaydır, bu da onu ev/hobi 3D yazıcılar için popüler bir seçim haline getiriyor. Daha küçük makinelerde iyi doğruluk ve hassasiyet sağlar, ancak genel olarak nispeten düşük sertlik ve yüksek atalet nedeniyle hızlanma ve yön değişikliklerinde ılımlılık gerektirir.

Bu tasarımın birincil dezavantajı, düz bir yatağı korumanın ve tutarlı katman kalınlıklarına ulaşmanın çok zor olabilmesidir. Diğer yüksek fiyatlı 3D yazıcı tasarımlarıyla karşılaştırıldığında zayıf sertliğin, daha yüksek eksen hızlarında/ivmelerinde çok önemli etkileri olabilir.

5. H-Bot

H-bot, bazı 3D yazıcılarda kullanılan bir portal sistemidir. CoreXY sistemine benzer şekilde X ve Y eksenlerini tahrik etmek için sabit motorlara sahip bir düzende kayış tahrikleri ve doğrusal raylar kullanır.

X ve Y için olan iki kayış "H" şeklini oluşturur. Kayışlardan biri yazıcı kafasına takılıdır ve Y ekseni boyunca hareket eder. Diğer kayış ise portalın diğer ucuna bağlanır ve X ekseni boyunca hareket eder. Yazıcı kafası, iki ana eksen rayı boyunca hareket eden bir Z sürücüsü üzerinde taşınır.

H-bot düzeni, diğer 3D yazıcı tasarımlarından daha istikrarlı ve sağlam olabilir ve daha yüksek kalitede baskı sonuçları sağlayabilir. Sabit motorlar sistem ataletini azaltarak daha yüksek hızlanmalara olanak tanır ve iyi stabilite için daha az sertlik gerektirir.

H-bot tasarımının kurulumu karmaşık, kalibre edilmesi zordur ve daha fazla bakım gerektirdiği bildirilmektedir. Bantlarda oluşabilecek herhangi bir hafif gevşeklik, XY hassasiyetini önemli ölçüde bozacaktır; bu, bantlar esneyebileceği için bakımda özel bir sorundur. Ancak bakımı iyi yapıldığında H-bot, yüksek kalite ve yüksek hız sunabilen etkili bir portal sistemidir.