Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 3

Кинематика 3D принтера. На чем определиться при выборе 3D принтера?

x+7 (499) 322-23-19Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты Назад 3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать для стоматологииЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы Назад 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Киев Корзина пустаКорзина пуста+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы

Автор: Василий Киселев, собственник и управляющий директор Top 3D Group

logo_top_3d-100x104.png

Существует множество технологий печати для 3D-принтеров: цифровая светодиодная проекция (DLP), лазерная стереолитография (SLA), селективное лазерное спекание (SLS), тепловое спекание (SHS) и т.д. В этой статье мы рассказываем об особенностях  FFF технологии, о принтерах, которые ее используют, и о кк сильных и слабых сторонах.

Введение

FFF-принтеры (Fused Filament Fabrication, «производство методом наплавления нитей»), также известны как принтеры FDM (от Fused Deposition Modelling, «моделирование методом наплавления»). Представляют собой устройства для создания трехмерных объектов, как понятно из названия, путем послойного нанесения на рабочую поверхность расплавленного термопластика. FFF-принтеры используются как для коммерческой, так и для домашней печати моделей.

Виды кинематики 3D-принтеров

Каждый 3D-принтер имеет собственную кинематическую схему, согласно которой приводятся в движение механические части устройства: платформы и экструдеры. Ниже мы рассмотрим четыре типа FDM 3D-принтера: картезианский, дельта, полярный и роботизированный манипулятор.

На рынке 3D-принтеров FFF / FDM самыми распространенными являются приборы с картезианской кинематикой. Основанная на декартовой системе координат, эта технология работает на основе трех осей – X, Y, Z. По одной или нескольким из них осуществляется движение механических частей прибора, т.е., заданные по осям координаты реализуют схему перемещения и положения печатающей головки относительно платформы.

Количество вариантов перемещения печатной головы и платформы ограничено:

  1. Платформа передвигается по одной из горизонтальных осей — X или Y, экструдер движется по другой и в высоту.

  2. Платформа перемещается по высоте, по оси Z, а экструдер передвигается по двум плоскостям, вперед-назад и влево-вправо.

  3. Платформа движется по одной из осей и в высоту, экструдер — по другой оси.

  4. Платформа неподвижна, экструдер передвигается по всем трем осям.

  5. Платформа движется по осям XY, экструдер перемещается по высоте.

Вторая схема является самой распространенной — когда платформа для печати перемещается по оси Z (вверх и вниз), а экструдер работает в двух измерениях, по плоскостям XY.

Преимущества картезианской схемы

Из всех видов кинематических схем FDM 3D-принтеров, картезианские показывают практически идеальную стабильность результатов. Расходные материалы для FDM имеют низкую стоимость и поставляются в широчайшем ассортименте цветов и материалов. Часто картезианские 3D-принтеры применяются в коммерческих целях – для печати на заказ и на продажу бытовых объектов, сувенирной продукции и украшений.

Картезианские 3D-принтеры уже давно и прочно обосновались в жизни любителей и профессионалов 3D-печати. Поэтому в сети множество тематических сообществ с исчерпывающей информацией об устройстве принтеров, работе с ними и создании моделей, от простых до сложных.

Модели, построенные на декартовой системе координат, можно разделять на составные части для печати, что позволяет создавать  3D-печатные объекты любого размера, не ограниченные объемом принтера. Многие 3D-принтеры поставляются в виде набора для сборки. Для новичков и тех, кто не хочет разбираться в устройстве принтера, производители поставляют готовые устройства. С ними печатать модели можно практически после распаковки.

Разновидности картезианской кинематики CoreXY и H-Bot

Данные кинематические схемы часто встречаются в коммерческих сферах. Отличаются оригинальными методами позиционирования экструдера. В обоих кинематиках платформа передвигается вверх-вниз.

image28-400x280.jpg

Источник: https://www.pinterest.ru/

CoreXY имеет два закрепленных на раме двигателя, которые приводят в движение два ремня для перемещения каретки экструдера по осям XY.

image34.png

Источник: smoothieware.org

Кинематика H-Bot для 3D-принтера основана на похожей механике, но с другим ременным приводом. В данном случае ремень один и натянут по форме, напоминающей обведенную по контуру букву H (аш), за что схема и получила название аш-бот.

Источник: smoothieware.org

При работе обоих двигателей в одну сторону, каретка движется по оси X, в разные стороны — по оси Y. Когда один из двигателей остается неподвижным, каретка перемещается по диагонали.    

Одним из примеров таких 3D-принтеров, может служить Designer X PRO. Эта модель отличается высокой скоростью, так как благодаря наличию функции JetSwitch, печать 2мя материалами стала еще быстрее (до 5 секунд в обычном режиме и 250 мс в черновом режиме). А заново спроектированная печатающая головка с точностью до 1 мкм, рамная конструкция, точная механика и аппаратная платформа  нового поколения позволит вам напечатать модели высокого качества, сравнимые с промышленными изделиями. Обладает функцией двухматериальной печати. ПО полностью контролирует процесс, что минимизирует ошибки и увеличивает производительность 3D-принтера.

Пример печати:

Источник: top3dshop.com

Дельта-принтеры

Дельта-принтеры и внешне, и по способу реализации механики отличаются от картезианских. Главное отличие заключается в способе передвижения экструдера относительно рабочего стола.

Источник: https://3dprint.com/

DELTA механика для 3Д-принтера визуально представляет собой закрепленный на трех точках экструдер, соединенный в единую конструкцию с неподвижной платформой для печати.

Достоинства и недостатки дельта-ботов

Кинематика Delta, по сравнению с картезианскими моделями, имеет более высокую скорость печати, но меньшую точность на краях модели. Причина в том, что для движения экструдера задействованы все три точки крепления, их двигатели работают одновременно, что приводит к накоплению ошибок в позиционировании координат.

Другие преимущества:

  • Малогабаритность. Конструкция высокая, но в длину и ширину не занимает много места.

  • Отсутствие выступающих деталей. Можно самостоятельно увеличить жесткость рамы и закрыть корпус.

  • Возможность построить высокие вертикальные модели.

Источник: http://rwgresearch.com/

Недостатки:

  • Высокая ценовая категория.

  • Сложны для самостоятельной сборки. Новичкам будет сложно собрать конструкцию достаточно точно, поэтому рекомендуется использовать готовые решения, поставляемые в собранном виде.

  • Специфика работы с полярными координатами: менее распространенное ПО и более дорогая электроника, т.к. выше требования к вычислительной мощности начинки.

Одним из примеров такого 3D-принтера может служить Tevo Little monster. Он преимущественно используется для коммерческой деятельности, в дизайне, рекламе и образовательных целях, а также применяется в качестве домашнего 3D-принтера. Отличается высокой скоростью печати и малыми габаритами. Работает со множеством материалов: PLA, ABS, Flexible PLA, HIPS, WOOD, PVA, Nylon.

Пример печати:

Источник: https://twitter.com/

Полярные 3D-принтеры

Достаточно новая, но интересная кинематическая полярная схема представлена на рынке одноименной компанией Polar. Как следует из названия, в печати используется полярная система координат — вместо привычных XYZ, позиционирование экструдера задается радиусом и углом.

Источник: http://www.purdue3dpc.org

Платформа таких 3D-принтеров имеет круглую форму, вращается по кругу и двигается целиком по одной горизонтальной оси, при этом экструдер движется только вверх и вниз. Представьте себе виниловый проигрыватель – печатающая головка принтера работает по принципу иглы звукоснимателя, движущейся по пластинке. С той лишь разницей, что тут “пластинка” не только вращается, а “игла” наоборот ограничена в перемещениях.

Плюсы и минусы полярной механики

Полярные 3D-принтеры позволяют создавать крупные объекты, при этом экономя средства за счет высокой энергоэффективности. Они пока имеют низкую точность, но в долгосрочной перспективе, возможно, производитель сможет решить эту проблему.

Источник: https://about.polar3d.com/

К таким 3D-принтерам относится модель Polar 3D. В данном 3D-принтере подогрев печатной платформы отсутствует, что затрудняет использование ABS. Имеет скромные габариты, хорошую производительность, но низкую точность, по сравнению с дельта-принтерами и моделями с декартовой системой координат. Производитель рекомендует приобретать модель для образовательных целей.

Пример печати:

Источник: https://www.tomsguide.com/

3D-принтеры с роботизированными манипуляторами

Представляют собой конструкцию с механическим программируемым манипулятором-захватом заменяемым экструдером. Если речь о крупных промышленных экземплярах (а бывают и более компактные), то, помимо функций манипулятора и 3D-принтера, такой робот может производить сварочные работы, фрезерование, покраску и другие операции.

Источник: http://www.dubox.me/

Хотя механика 3Д-печати с робо-рукой в основном применяется в промышленности, существуют модели для индивидуального использования, с широким набором функций.

Роборука Dobot Magician Educational обладает множеством функций.Может рисовать, писать, захватывать и перемещать предметы, выполнять лазерную гравировку и т.д.

Пример работы:

Источник: https://www.youtube.com/

SCARA

SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) — кинематика основанная на перемещении рабочего блока в горизонтальной плоскости за счет вращения в сочленениях рычажного механизма.

Построенные на данной схеме устройства отличаются очень высокой точностью и повторяемостью, намного выше чем у традиционных роботов-манипуляторов, низким уровнем шума и вибрации, компактностью. Если говорить о картезианских и SCARA-роботах сравнимых размеров и массы, то скара как правило не только точнее, но и быстрее.

В то же время, такие устройства дороги, имеют ограничения жесткости по осям XY, меньшую область работы и свободу движений.

Примером такой кинематики может быть роборука Dobot M1. Это компактный настольный робот, совмещает в себе функции 3D-принтера и манипулятора. Действия программируются через установленное на компьютере ПО или мобильное приложение. Имеет сменные головки для печати, гравировки, пайки и сборки.

Пример работы:

Источник: https://thegadgetflow.com/

Анализ роботизированных кинематических схем

Преимущества 3D-принтеров с роботизированным манипулятором очевидны – такой принтер не ограничен объемом рабочей камеры, которой у него нет – при той же области печати, само устройство занимает намного меньше места.

Источник: https://spectrum.ieee.org/

Экструдер может перемещаться не только послойно, как в настольных принтерах, но и по сложным траекториям в трех измерениях, и под разными углами, что облегчает процесс создания сложных конструкций. Несомненный плюс также то, что обычно это универсальные конструкции, при замене экструдера на другие блоки выполняющие множество задач.

По точности печати манипуляторы не составят конкуренции картезианским 3D-принтерам, но, благодаря своей универсальности и крупным размерам, промышленные роботы активно используются в 3D-печати в промышленных условиях, где почти незаменимы.

Миниатюрные настольные роботы хороши в первую очередь как наглядное пособие, а также объект хобби или инструмент для него.

Заключение

Выбирая устройство перед покупкой, прежде всего, определитесь с целью — зачем вам нужен 3D-принтер? Коммерция, работа или развлечение? Универсальность FFF / FDM 3D-принтеров в том, что они подходят для разных применений. Не важно, хотите ли вы изучить 3D-печать и приобрести новое хобби, воплотить в жизнь творческие фантазии или открыть бизнес — для реализации каждой из этих целей найдется подходящий аппарат, надо лишь выбрать. 

Приобрести подходящий аппарат и расходные материалы можно в https://top3dshop.ru — розничном подразделении Top 3D Group, ведущего интегратора аддитивного оборудования в России. А также на сайте: https://top3dshop.com, если вы проживаете не в странах СНГ. 

Список используемых источников: 

  1. What are the advantages of the FDM technology? – Professional 3D Printers // [Электронный ресурс] : dddrop.com – Электрон. дан. – dddrop.com – Режим доступа: https://www.dddrop.com/fdm-technology/  (дата обращения: 03.08.2019).

  1. Application of FDM three-dimensional printing technology in the digital manufacture of custom edentulous mandible trays // [Электронный ресурс] : Scientific Reports  – Электрон. дан. – nature.com – Режим доступа: https://www.nature.com/articles/srep19207  (дата обращения: 03.08.2019).

  1. Reconstruction and Development of a 3D Printer Using FDM Technology // [Электронный ресурс] : Procedia Engineering   – Электрон. дан. – sciencedirect.com – Режим доступа: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816311651  (дата обращения: 03.08.2019).

  1. Catalog // [Электронный ресурс] : 3D Printers  – Электрон. дан. – top3dshop.com – Режим доступа: https://top3dshop.com/3d-printers/  (дата обращения: 03.08.2019).

  1. Каталог // [Электронный ресурс] : 3D Printers  – Электрон. дан. – top3dshop.ru – Режим доступа: https://top3dshop.ru/kupit-3d-printer/   (дата обращения: 03.08.2019).

     Доброго времени суток!      Сегодня я решил поделиться своими мыслями насчет выбора кинематики для принтера. Честно говоря, в интернете нет однозначного мнения о том, какая все-таки схема движения экструдера по осям является наиболее удачной. Попробуем разобраться.      Итак.      Самая распространенная в интернете система принадлежит классическому Prusa Mendel:DSC_21711.jpg      В классификации самих репраповцев такая схема движения называется XZ Head Y Bed. Это означает, что экструдер движется по оси X (влево-вправо) и Z (вверх-вниз), а стол бегает по оси Y (вперед-назад). И все тут вроде бы хорошо и достаточно просто, но! Несмотря на видимую простоту конструкции, ее практически нереально настроить на идеальную геометрию. Здесь слишком много гаек, которые надо одновременно крутить, чтобы выставить перпендикулярность / диагональность. Даже, если получается настроить правильную печать в основании детали, то ближе к вершине все равно модель «уплывает» куда-то не туда. Калибровка такого принтера подобна шаманству. Кроме всего прочего, точность принтера напрямую зависит от жесткости резьбовых шпилек, из которых он состоит процентов на 70. Я применял обычные шпильки М8 из строительного магазина — а они гнутся практически без усилий. Так что ждать от такого принтера печати запредельного качества не стоит.      Но! Если заменить все эти хлипкие шпильки на цельные элементы, то результат будет гораздо лучше.prusavolglas.jpg      Такой вариант реализации называется Prusa Air. Есть еще Prusa i3 (наверное, по-аналогии с компом автора, в котором трудится Intel Core i3) и еще целая куча вариантов. В том числе и комбинированные, в которых используются и цельные элементы и все те же резьбовые шпильки. Например такой:35456_48080472.jpg      Собрать (а самое главное — настроить) такой принтер гораздо проще. Да и качество печати будет уже на уровне промышленных образцов. Необязательно делать боковины и прочие элементы из акрила при помощи лазерной резки, либо фрезерования. Можно обойтись фанерой (или МДФ):I3-box_frame.png      Самое главное — добиться параллельности / перпендикулярности осей.768px-PrusaAIR15.jpg      Советую все-таки воспользоваться услугами лазерной / фрезерной резки — сейчас практически в любом городе есть фирмы (производства), которые предоставляют такие услуги. Денег это будет стоить немного, зато сэкономите кучу времени и нервов.      Если есть желание максимально упростить (ускорить) сборку принтера с такой кинематикой, можно, например, остановиться на варианте под названием Printrbot LC:IMG_1089.jpg      Здесь практически все детали выполнены из фанеры, а точность печати в итоге практически никак не зависит от кривизны рук и определяется только качеством исходного материала.      Поехали дальше.      Бывают модели, в которых стол катается не только по одной оси (в менделе по Y).11UNewsCupcake1-1319745932384.jpg      У этой ранней модели под названием Makerbot Cupcake стол двигается по осям XY, а экструдер только по оси Z. Такая кинематика распространена среди моделистов в различных микрофрезерных станках, где гораздо легче двигать маленькую обрабатываемую заготовку, чем тяжелый инструмент.b19bd4a8877b7c26d401afd26a98aee3.jpg      Но в нашем случае экструдер тонну не весит, поэтому не стоит заморачиваться на такой схеме движения.      Особняком стоят Delta-роботы с совершенно внеземной кинематикой, где стол стоит неподвижно, а голова летает по всем трем осям:Rostock.jpg      Родоначальником всех подобных принтеров является Rostock (он на фото). Штука просто великолепная, а процесс печати доставляет гораздо сильнее, чем от простых принтеров. В инете очень много роликов процесса печати — советую всем посмотреть (если кто еще не видел) — тут например. Самый главный плюс этого принтера в том, что печатная головка может летать по всем осям на сверхзвуковых скоростях. Конечно, это в том случае, если мощности движков хватит, в головка будет обладать небольшой инерционностью. А самый главный минус — что для движения по любой из осей необходимо в любом случае задействовать все три двигателя одновременно. Тут возможен вариант с накоплением суммарной ошибки в точности позиционирования, которая, кроме всего прочего, сильно зависит от наличия люфтов в шарнирах плечей.      Чтобы избавиться от люфтов, можно использовать шаровые наконечники, например такие:0020556_heavy-duty-ball-joint-m5-rh-thread.jpeg      Мой безлюфтовый вариант (пока только прототип):%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE.JPG      …      Едем дальше.      Самая распространенная кинематика 99% современных принтеров — это XY Head Z Bed. Т.е., движение печатающей головки по осям XY, а стол — по Z. И самая известная реализация этого варианта — это конечно Makerbot Replicator (со всеми своими версиями, кроме последней 5-го поколения):makerbot-replicator-2.jpg      Двигатель оси Y при помощи двух зубчатых ремней двигает каретку оси X с размещенным на ней двигателем, который, в свою очередь, двигает печатающую головку.      Лично мне нравится такой вариант, за исключением того, что приходится постоянно «катать» двигатель оси Х, а это, в свою очередь, лишняя масса. В первой моей статье фото принтера именно с такой механикой:      К недостаткам этого варианта я бы отнес необходимость использования трех отдельных зубчатых ремней, которые должны быть натянуты струной. Если они будут висеть, то качественной печати не получится.      В принтере Ultimaker двигатели осей XY стоят неподвижно:      При помощи целой кучи зубчатых ремней (4 больших и 2 маленьких) и валов они двигают печатающую головку с очень неплохой скоростью. Качество печати у такого принтера одно из самых лучших. Чуть подробнее кинематическая часть:      В этой конструкции лично мне не нравится использование вращающихся валов, которые обязывают использовать бронзовые (или фторопластовые) втулки вместо подшипников качения. Да и валы должны быть идеально ровными, иначе весь механизм будет штормить при движении. Обилие зубчатых ремней я бы тоже не отнес к плюсам конструкции, поэтому ищем дальше.      Медленно, но верно мы пришли к простой, но гениальной механике:     Эта кинематика называется H-Bot. Вот ее схема:      Еще один H-Bot:      В интернете многие путают данную кинематику с CoreXY, которая выглядит немного иначе:      А вот реализация CoreXY «в железе»:      И CoreXY и H-Bot работают совершенно одинаково. Когда мы вращаем оба двигателя в одну и ту же сторону, происходит движение экструдера по оси X, если вращать двигатели в противоположные стороны — движется каретка по оси Y. Если только один из двигателей будет вращаться — получим одновременное движение по двум осям (каретка поедем по диагонали). Здесь самый наглядный пример такого движения. Тут  еще один отличный пример.      Анимация движения по осям:      Сразу отмечу, что прошивка Marlin (про нее я уже писал) поддерживает такую кинематику — достаточно раскомментировать в конфигурации всего одну строчку.// Uncomment the following line to enable CoreXY kinematics// #define COREXY      Очевидные плюсы этой кинематики — двигатели находятся статично, им не надо никуда ездить, соответственно, они могут быть любыми (т.е. мощными). Ремень здесь всего один — не надо заморачиваться с кучей натяжных механизмов.      Но есть и минусы — данная конструкция должна быть абсолютно жесткой! Иначе вместо кругов будут получаться овалы.       Подобная механика применяется в принтере компании Stratasys под названием Mojo. Вот он:      Инженеры компании Makerbot в пятом поколении своих репликаторов, похоже, тоже решили использовать H-bot:      Для себя я выбрал именно такой вариант кинематики. Здесь, само собой, не обойтись без точных ЧПУ инструментов, зато результат будет на уровне дорогих профессиональных принтеров.       …Используемые источники:

  • https://top3dshop.ru/blog/types-of-fdm-3d-printer.html
  • https://additiv-tech.ru/publications/3d-printery-s-raznoy-kinematikoy-sravnenie-plyusy-i-minusy.html
  • http://infinum3d.blogspot.com/2014/04/blog-post_18.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации