Чому все хвилювання щодо лінійних рейок?

Щоразу, коли оголошується 3D-принтер, який використовує лінійні рейки (справа в точці: цетус ), Інтернет (ну ... принаймні той куточок його, що займається 3D-друком) отримує збудження від хвилювання.

Я трохи дослідив цю тему, і, хоча я розумію, що лінійні рейки можуть бути виготовлені до фантастичної ступеня точності для надважкої техніки, це уникає мого розуміння, чому їх вважають вищими "за замовчуванням" щодо класичних лінійних підшипників на валу.

3D-друк - це полегшене застосування, і рух щонайменше по 2 осі не відбувається проти твердої поверхні (де ви могли зав'язувати лінійну рейку кожні кілька см), а підвішується між двома кінцями осі. Крім того, внутрішня частина підшипників, що застосовуються на лінійних рейках, по суті є ідентичною внутрішній, що використовується на валу.

На сайті кету в заголовку "Лінійні рейки якості" сказано:

Самостійне змащення | Безкоштовне обслуговування | Висока точність | Тривалий термін життя | Спокійно

але це - на мій досвід - можна сказати і про «Лінійні якісні підшипники на валу», а в деяких випадках навіть втулки забезпечують високий стандарт на 3D-принтерах.

Отже, чого я пропускаю?

Далі йде компіляція даних із ряду джерел.

Лінійні рейки в цілому - це механічні компоненти, які при проектуванні обладнання пропонують велику гнучкість.

Профіль рейки може бути спроектований майже нескінченними способами. Це в свою чергу дозволяє:

• Різні рівні жорсткості в різних напрямках (наприклад, у вас можуть бути напруги лише на заданій площині, або ви, можливо, хочете, щоб рейка трохи згиналася в одній площині, але не в іншій).
• Розміщення поверхонь для валиків стратегічно , наприклад, у місці, яке навряд чи забруднене, або де буде застосовано максимальну силу.
• Вигнуті доріжки , щоб вагон міг рухатись по лінії, яка не була прямою.

Оскільки контактна поверхня між роликами та підшипниками плоска, циліндри можна використовувати замість сфери . Це, в свою чергу, зменшує механічні напруги, а кількість гри, збільшує довговічність і забезпечує більшу несучу здатність.

Лінійні рейки можуть бути прикріплені по всій довжині , а не в їх крайніх межах, тим самим збільшуючи точність їх розташування, їх жорсткість і несучу здатність.

Лінійні рейки можна обробляти під час попереднього завантаження , тим самим досягаючи максимальної точності під час використання, а не при виході з заводу.

Підшипники на лінійній рейці допускають лише один ступінь руху . Для досягнення однакового результату повинні бути два стрижні з лінійними підшипниками / втулками.

Все, що було сказано, що стосується конкретного застосування споживчих 3D-принтерів FDM, здається, що жодне з перерахованого вище не є дуже актуальним і не надає принтеру жодної реальної переваги з точки зору якості остаточного друку :

• механічні напруги, пов'язані з 3D-друком, дуже малі,
• всі рухи відбуваються по прямих лініях,
• більша частина осі не може бути прикріплена до великого жорсткого тіла,
• ...

З іншого боку, конструкція з прутами + лінійними підшипниками є дешевою, ефективною, простішою і легкою, усі характеристики, які дуже бажані в 3D-принтері.

Загалом, здається, що немає вагомих причин віддавати перевагу лінійним рейок над прутами взагалі .

Однак можуть бути певні конструкції, які можуть отримати користь від їх прийняття. Я постулюю, що принтер Cetus, пов'язаний у питанні, може бути такою конструкцією: консольне розташування його осі - наприклад - добре служить тим, що одна рейка блокує рух у всіх, крім одного напрямку, і орієнтація X рейка пропонує максимальну жорсткість проти дії сили тяжіння.

Лінійні рейки завжди створюватимуть високу ступінь точності та стабільності і більше, ніж круглий стрижень із втулками та / або підшипниками ПТФЕ.

Можна стверджувати факт, однак навіть як розробник продукту та той, хто щодня бере участь у механіці та розробці машин, порівнюючи ці два, ми бачимо «значні» вдосконалення за допомогою рейок над прутами та при правильному використанні на осі Z друковане ліжко, у вас буде ліжко, що не має проблем з вирівнюванням, яка може плавно та точно працювати з одним водієм проти двох.

Додатково додам, що ідеально вирівняти прути - це складне завдання для пересічної людини, і навіть незначне закручування або кутове розташування можуть вплинути на остаточну якість друку. Я бачив багато лінійних стержнів, які виглядають візуально прямими, і коли вони затиснуті в шпиндель токарного верстата з точністю 0,0000, то в розгоні буде 0,005 і більше Насправді мені ще не вдається вдосконалити концентричний рух довше 6 дюймів. Це говорить мені, що вони не можуть бути настільки точними і що, хоча вони можуть функціонувати, вони ніколи не будуть працювати з високим ступенем точності.

Чи потрібна нам більша точність на осі 3D-принтера? Звичайно, ми можемо мати контрольні плати якості, які певною мірою компенсують, однак механічність машини є надзвичайно важливою, перш ніж вибирати якість плати та програмного забезпечення. Навіщо встановлювати керування рухом в 300 доларів на дешевому лінійному стрижневому принтері, якщо ви не збираєтесь бачити всі переваги?

Завдяки подальшому прогресуванню технології в 64 біт і, в кінцевому рахунку, 128 біт і більш високий ступінь точної точності, 3D-друк перетворює сторінку, і якщо вона вже не матиме здатність до мікророздільної точності, може це зробити, лише якщо всі компоненти функціонують належним чином разом.

Тож впевнений, ваш принтер з керованим стрижнем працює. Однак він ніколи не працюватиме так само добре, як мій принтер з лінійною рейковою рейкою з кульковими гвинтами та сервоприводами. Ви можете мати багатошарові нечіткі відбитки. Я буду тримати гладкі готові деталі з литтям на вигляд, виготовлені з матеріалів, які типовий робочий стіл навіть не може надрукувати. Тому стверджувати, що це не потрібно, аргументовано, що висока якість не приймається на ринку нижчих цін.

Ще одне доповнення тут. Запитайте себе, наскільки рівним і квадратним є ваш принтер? Я не говорю про використання рівня столяра для перевірки вашої машини, вони можуть бути неточними до 1/4 ”на 10 футів. Коли ви можете набрати ліжко принтерів до 0,00005 або менше в кожному напрямку, і ваша структура так само точна, ніж ви знаєте, як виглядає якісний принтер і друк.

Я гарантую, що жоден принтер за ціною від 300 до 1000 доларів не наблизиться до такої ступеня точності. Пересічний споживач настільки втягнутий у технологію остаточного друку, що вони випускають з уваги конкретні аспекти і вчаться менше погоджуватися. Тоді ви не очікували, що ваш принтер у розмірі 500 доларів також конкуруватиме з моїм принтером у розмірі 10 000 доларів .

Знизу ви отримуєте те, за що платите.