Да, линейные направляющие можно использовать на осях X, Y и Z 3D-принтера. Они обеспечивают жесткую и компактную траекторию движения печатающей головки, портала или рабочей платформы. Однако замена круглых валов или валиков с V-образными пазами линейными направляющими не приводит к автоматическому улучшению качества печати. Результат зависит от размера рельса, точности установки, движущейся массы, жесткости рамы и состояния приводной системы.
Для компактных настольных принтеров миниатюрные линейные направляющие шарикового типа обычно более подходят, чем тяжелые промышленные направляющие. Неоправданно большая направляющая может увеличить движущуюся массу, не решая фактическую проблему движения принтера.
Где можно использовать линейные направляющие на 3D-принтере?
Линейные направляющие поддерживают и ограничивают движение. Оно не порождает само движение. В зависимости от конструкции принтера профильная рейка и согласованный блок могут быть установлены на одной или нескольких осях.
- Ось Х:Направляет каретку печатающей головки через портал.
- Ось Y:Направляет движущуюся печатную платформу или всю портальную конструкцию.
- Ось Z:Направляет вертикальное движение портала, печатающей головки или платформы сборки.
Линейная направляющая контролирует направление движения и поддерживает движущийся груз. Ремень ГРМ, ходовой винт или шариковый винт обеспечивают движущую силу. Эти компоненты выполняют разные функции, и их не следует рассматривать как продукт линейного движения одного и того же типа.
Когда имеет смысл модернизировать линейную железную дорогу?
Линейная направляющая может оказаться полезной, когда существующая система движения имеет недостаточную жесткость, неравномерный контакт колес, чрезмерный люфт или ограниченную поддержку нагрузки. Это особенно актуально для более крупных принтеров, закрытых машин, высокотемпературных камер и принтеров, оснащенных более тяжелыми экструдерами с прямым приводом.
Возможные причины использования линейного рельса включают в себя:
- Движущаяся каретка требует лучшего сопротивления моментам тангажа, рыскания или крена.
- Существующие ролики требуют частой регулировки эксцентриковой гайки.
- Платформа для печати достаточно велика, чтобы ее можно было сгибать или наклонять с помощью слегка поддерживаемой направляющей системы.
- Машине необходима компактная направляющая конструкция с ограниченной высотой установки.
- Принтер предназначен для многократного производства, а не для периодического использования в качестве хобби.
Наибольшим преимуществом обычно является улучшенная механическая фиксация и более стабильная поддержка нагрузки. Приведет ли это к заметному улучшению печатных деталей, зависит от того, ограничивала ли исходная система направляющих производительность машины.
Что не могут исправить линейные направляющие
Линейная направляющая не может компенсировать все причины плохой производительности 3D-печати. Смещение слоев, звон, шероховатость поверхности и несоответствие размеров также могут быть вызваны:
- Гибкий или плохо собранный корпус принтера;
- Ослабленные ремни или шкивы;
- Чрезмерные настройки ускорения и рывков;
- Неправильный ток шагового двигателя;
- Люфт или осевое перемещение приводного винта;
- Тяжелая печатающая головка в сочетании с мотором меньшего размера;
- Столкновение сопла со скрученным или чрезмерно выдавленным материалом;
- Плохо выровненные направляющие или неровные монтажные поверхности.
Например, установка более жесткой направляющей может уменьшить люфт каретки, но не предотвратит потерю шага двигателя, вызванную слишком агрессивной настройкой ускорения. Прежде чем менять систему направляющих, следует определить причину дефекта печати.
Профильная линейная направляющая, круглый вал или ролик с V-образным пазом?
| Структура движения | Основные характеристики | Типичное использование | Основное ограничение |
|---|---|---|---|
| Профильная линейная направляющая | Компактный рельсовый и рециркуляционный блок с хорошей жесткостью и устойчивостью к моментным нагрузкам. | Компактные, производственные, широкоформатные принтеры или принтеры повышенной жесткости. | Требуется ровная и точно выровненная монтажная поверхность. |
| Круглый вал и линейный подшипник | Простая конструкция и относительно легкая замена компонентов. | Принтеры малой мощности и традиционные декартовые конструкции | Длинные неподдерживаемые валы могут прогибаться под нагрузкой. |
| Поддерживаемый круглый рельс | Круглый вал постоянно поддерживается алюминиевым основанием. | Более крупные самодельные станки и недорогие поддерживаемые оси | Большее поперечное сечение и, как правило, меньшая жесткость, чем у сопоставимой профильной рельсовой системы. |
| Система колес с V-образными пазами | Недорогая конструкция, сочетающая алюминиевый профиль и полимерные колеса. | Настольные принтеры и принтеры начального уровня | Износ колес и регулировка эксцентрика могут повлиять на долгосрочную стабильность |
Все эти структуры можно успешно использовать, если они соответствуют конструкции принтера. Профильные линейные направляющие не являются автоматически правильным выбором просто потому, что они имеют более высокую грузоподъемность.
Какой размер линейной направляющей подходит?
Миниатюрные линейные направляющие обычно используются в качестве осей компактных принтеров, поскольку они занимают меньше места для установки и добавляют меньший движущий вес, чем более крупные промышленные направляющие.
Миниатюрные направляющие DLY MD доступны в номинальных размерах 7, 9, 12 и 15, с узкими и широкими рельсовыми конструкциями и стандартной или увеличенной длиной блоков. Подходящий размер следует выбирать исходя из нагрузки на ось, пролета рельсов, количества блоков, монтажного пространства и требуемой жесткости, а не только из размера принтера.
Во многих компактных механизмах при первоначальном проектировании можно учитывать размеры около 9 или 12. Это не универсальная рекомендация: для длинной станины по оси Y, тяжелой инструментальной головки или консольного портала может потребоваться рельс другого размера или более одного блока.
Подробные размеры и доступные конструкции см. в DLY.Миниатюрная линейная направляющая MD.
Избегайте превышения размера движущейся оси
Рельс большего размера может обеспечить более высокую статическую нагрузку и жесткость, но эти преимущества не всегда улучшают быстродвижущуюся ось принтера. Дополнительная масса рельса и блока увеличивает инерцию, которую двигатель должен ускорять и замедлять.
Это особенно важно при перемещении порталов печатающих головок. Более тяжелая каретка может потребовать меньшего ускорения или более мощной системы привода для контроля звона. В этой ситуации компактный рельс, выбранный с учетом фактической нагрузки, может работать лучше, чем излишне тяжелая направляющая.
Ось Z менее чувствительна к повторяющимся высоким ускорениям, поэтому она может выдерживать более тяжелую направляющую конструкцию. Оси X и Y обычно требуют более близкого баланса между жесткостью и движущейся массой.
Предварительную нагрузку следует выбирать тщательно
Предварительный натяг направляющих уменьшает внутренний зазор и может повысить жесткость, но более высокий предварительный натяг также увеличивает сопротивление качению. Сильно нагруженный блок не всегда подходит для небольшого принтера с ременным приводом и компактным шаговым двигателем.
Для легкой и быстро движущейся оси плавное движение и контролируемое сопротивление могут оказаться более полезными, чем максимальная жесткость. Поэтому уровень предварительной нагрузки должен быть подтвержден вместе с размером направляющей, количеством блоков, крутящим моментом двигателя и предполагаемым ускорением.
Не пытайтесь устранить ошибку установки, выбрав более высокую предварительную нагрузку. Направляющая с предварительным натягом, установленная на искривленной или неровной поверхности, может заедать более явно, чем направляющая с небольшим зазором.
Точность установки важнее, чем этикетка на рельсе
Профильная рейка повторяет поверхность, на которой она установлена. Если профиль принтера, пластина или обработанное сиденье скручены, искривлены или неровны, затягивание направляющей непосредственно против него может перенести эту ошибку на направляющую.
Во время установки:
- Очистите седло направляющей и удалите заусенцы вокруг монтажных отверстий.
- Установите одну прямую опорную кромку или тщательно проверенную монтажную поверхность.
- Расположите опорную рейку, не прижимая ее к неровному основанию.
- Постепенно затягивайте крепежные винты.
- Используйте собранную каретку или платформу для выравнивания второго параллельного рельса, где это возможно.
- Перед подключением ремня или винтовой передачи переместите ось на полный ход.
- Проверьте, не влияет ли окончательная затяжка болта на сопротивление движению.
Рельс, который плавно движется, когда он ослаблен, но затягивается после закрепления болтов, обычно указывает на ошибку монтажной поверхности или выравнивания. Увеличение количества смазки не решит эту проблему с геометрией.
Полный процесс установки см.как правильно установить линейные направляющие.
Смазка и условия эксплуатации принтера
Линейные направляющие требуют соответствующей смазки. Их не следует рассматривать как компоненты, не требующие технического обслуживания. Используйте смазку, совместимую с направляющей и блоком, и избегайте нанесения слишком большого количества смазки, чтобы пыль, частицы нити и мусор скапливались вокруг уплотнений дорожек качения.
Для закрытого высокотемпературного принтера также учитывайте температурный диапазон смазки, тепловое расширение конструкции машины и положение полимерных торцевых уплотнений. Направляющую следует проверять по фактической температуре в камере, а не выбирать только при комнатной температуре.
Рельсы также должны быть защищены от влаги и остатков коррозии. Поверхностная ржавчина на открытой направляющей может повлиять на кромки уплотнения и путь качения, если ей дать возможность развиваться.
Какая информация необходима для выбора рельса?
Указать только фразу «линейный рельс для 3D-принтера» недостаточно для подтверждения подходящей направляющей. Для предложения или подтверждения модели предоставьте:
- Ось принтера: X, Y или Z;
- Длина рельса и необходимый эффективный ход;
- Доступная ширина рельса и высота установки;
- Перемещающаяся нагрузка, включая печатающую головку, станину или портал;
- Количество рельсов и блоков на ось;
- Максимальная скорость и ускорение, если они известны;
- Расположение монтажных отверстий или чертеж машины;
- Требуемый предварительный натяг и класс точности, если они уже указаны;
- Рабочая температура для закрытых или обогреваемых принтеров.
Более подробное сравнение конструкций направляющих принтера и факторов выбора см.Что такое линейные рельсы для 3D-печати?
Окончательный ответ
Линейные направляющие можно эффективно использовать в 3D-принтерах, особенно там, где требуется компактная установка, стабильная поддержка нагрузки и повышенная моментная жесткость. Однако рельс следует выбирать в соответствии с нагрузкой на ось, движущейся массой, пространством для установки и мощностью привода.
Для многих настольных принтеров достаточно правильно отрегулированной системы с круглым валом или V-образным пазом. Модернизация линейного рельса имеет смысл, когда она решает конкретное механическое ограничение, а не просто потому, что рельс имеет более высокую грузоподъемность.
Чтобы подтвердить миниатюрную линейную направляющую DLY для 3D-принтера, отправьте длину рельса, положение оси, движущуюся нагрузку, количество блоков, установочный чертеж и требуемый ход. Перед составлением предложения компания DLY может проверить размер рельса, тип блока, предварительную нагрузку и способ монтажа.
