Tại sao tất cả sự phấn khích về đường ray tuyến tính?

Bất cứ khi nào một máy in 3D sử dụng đường ray tuyến tính được công bố (trường hợp cụ thể: cetus ), Internet (ít nhất ... góc đó của nó liên quan đến in 3D) sẽ trở nên phấn khích.

Tôi đã tự nghiên cứu một chút về chủ đề này và trong khi tôi hiểu rằng đường ray tuyến tính có thể được sản xuất với độ chính xác tuyệt vời cho máy móc siêu nặng, nó thoát khỏi sự hiểu biết của tôi tại sao chúng được coi là "vượt trội", so với vòng bi tuyến tính cổ điển trên một trục.

In 3D là một ứng dụng nhẹ và chuyển động của ít nhất 2 trục không xảy ra trên bề mặt rắn (nơi bạn có thể bắt vít một đường ray tuyến tính cứ sau vài cm) nhưng lơ lửng giữa hai đầu của trục. Hơn nữa, phần bên trong của vòng bi được sử dụng trên đường ray tuyến tính hoàn toàn giống với vòng bi được sử dụng trên trục.

Trang web cetus cho biết dưới tiêu đề "Đường ray tuyến tính chất lượng":

Tự bôi trơn | Bảo trì miễn phí | Độ chính xác cao | Tuổi thọ cao | Yên tĩnh

nhưng điều này - theo kinh nghiệm của tôi - cũng có thể nói về "Vòng bi tuyến tính chất lượng trên trục", và trong một số trường hợp, ngay cả ống lót cũng cung cấp tiêu chuẩn cao cho máy in 3D.

Vì vậy, tôi đang thiếu gì?

Sau đây là tổng hợp các đầu vào từ một số nguồn.

Đường ray tuyến tính nói chung là các thành phần cơ học - khi thiết kế thiết bị - mang lại sự linh hoạt cao.

Hồ sơ của đường sắt có thể được thiết kế theo những cách gần như vô tận. Điều này lần lượt cho phép:

• Các mức độ cứng khác nhau theo các hướng khác nhau (ví dụ: bạn có thể chỉ có ứng suất trên một mặt phẳng nhất định hoặc bạn thực sự có thể muốn đường ray hơi uốn cong trong một mặt phẳng chứ không phải trong một mặt phẳng khác).
• Đặt các bề mặt cho các con lăn một cách chiến lược , ví dụ ở một vị trí không có khả năng bị nhiễm bẩn, hoặc nơi áp dụng lực tối đa.
• Đường cong , để cỗ xe có thể di chuyển dọc theo một đường không thẳng.

Bởi vì bề mặt tiếp xúc giữa các con lăn và vòng bi bằng phẳng, hình trụ có thể được sử dụng thay vì hình cầu . Điều này đến lượt nó làm giảm các căng thẳng cơ học, và số lượng chơi, tăng tuổi thọ và cho phép khả năng chịu lực nhiều hơn, trong số những người khác.

Đường ray tuyến tính có thể được neo dọc theo toàn bộ chiều dài của chúng , thay vì ở các cực trị của chúng, do đó làm tăng độ chính xác của vị trí, độ cứng và khả năng chịu lực của chúng.

Đường ray tuyến tính có thể được gia công trong khi tải trước , do đó đạt được độ chính xác tối đa khi sử dụng, thay vì khi ra khỏi nhà máy.

Các vòng bi trên đường ray tuyến tính chỉ cho phép một mức độ chuyển động . Cần phải có hai thanh với vòng bi / ống lót tuyến tính để đạt được kết quả tương tự.

Tất cả những gì đã nói, khi nói đến ứng dụng cụ thể của máy in 3D FDM cấp độ người tiêu dùng, dường như không có điều nào ở trên rất phù hợp, cũng không tạo ra bất kỳ lợi thế thực sự nào cho máy in về chất lượng của bản in cuối cùng :

• các ứng suất cơ học liên quan đến in 3D là rất nhỏ,
• tất cả các chuyển động xảy ra dọc theo đường thẳng,
• hầu hết các trục không thể được neo vào một cơ thể lớn, cứng nhắc,
• ...

Mặt khác, thiết kế với thanh + vòng bi tuyến tính là rẻ, hiệu quả, đơn giản và nhẹ hơn, tất cả các đặc điểm rất được mong muốn trong một máy in 3D.

Nhìn chung , có vẻ như không có lý do chính đáng nào để thích đường ray tuyến tính hơn các thanh nói chung .

Tuy nhiên, có thể có những thiết kế cụ thể có thể được hưởng lợi từ việc áp dụng chúng. Tôi cho rằng máy in Cetus được liên kết trong câu hỏi có thể là một thiết kế như vậy: sự sắp xếp đúc hẫng của trục của nó - ví dụ - được phục vụ tốt bởi thực tế là một đường ray duy nhất khóa chuyển động theo mọi hướng trừ một hướng và hướng của X đường sắt cung cấp độ cứng tối đa chống lại tác động của trọng lực.

Đường ray tuyến tính sẽ luôn tạo ra độ chính xác và ổn định cao và hơn thế nữa so với thanh tròn có ống lót và / hoặc vòng bi.

Tuy nhiên, người ta có thể tranh luận về thực tế ngay cả khi là nhà phát triển sản phẩm và là người liên quan đến cơ khí và phát triển máy móc hàng ngày so sánh hai chúng ta thấy các cải tiến quan trọng của sử dụng thanh ray trên thanh và nếu được sử dụng đúng cách trên trục Z giường in bạn sẽ có một chiếc giường không có vấn đề san lấp mặt bằng có thể vận hành trơn tru và chính xác với một người lái so với hai người.

Tôi sẽ nói thêm rằng việc sắp xếp các thanh được căn chỉnh hoàn hảo là một nhiệm vụ khó khăn đối với người bình thường và thậm chí một vị trí xoắn hoặc góc nhỏ có thể ảnh hưởng đến chất lượng in cuối cùng. Tôi đã thấy nhiều thanh tuyến tính xuất hiện trực quan thẳng và khi được kẹp vào trục chính của máy tiện với độ chính xác 0,0000 sẽ có 0,005 trở lên trong thời gian chạy. Trong thực tế, tôi chưa thấy một chuyển động đồng tâm hoàn hảo dài hơn 6 inch. Điều này cho tôi biết rằng họ không thể chính xác như vậy và trong khi họ có thể hoạt động thì họ sẽ không bao giờ hoạt động với độ chính xác cao.

Chúng ta có cần độ chính xác cao hơn trong trục máy in 3D không? Chắc chắn chúng ta có thể có bảng điều khiển chất lượng bù ở một mức độ nào đó tuy nhiên cơ học của máy là vô cùng quan trọng trước khi bạn chọn chất lượng của bảng và phần mềm. Tại sao phải cài đặt điều khiển chuyển động $ 300 trên máy in thanh tuyến tính giá rẻ nếu bạn không thấy đầy đủ lợi ích?

Với công nghệ tiếp tục phát triển thành 64 bit và cuối cùng là 128 bit và độ chính xác cao hơn, in 3D sẽ chuyển sang một trang và nếu không có khả năng chính xác vi phân giải và chỉ có thể làm như vậy nếu tất cả các thành phần hoạt động đúng.

Vì vậy, chắc chắn, máy in hướng dẫn thanh của bạn hoạt động. Tuy nhiên, nó sẽ không bao giờ hoạt động tốt như máy in dẫn đường ray tuyến tính của tôi với ballscrews và servo. Bạn có thể có các bản in mờ lớp của bạn. Tôi sẽ giữ cho các bộ phận được đúc hoàn thiện trơn tru của tôi được làm từ các vật liệu mà một máy tính để bàn thông thường thậm chí không thể in được. Vì vậy, để tranh luận rằng không cần thiết là lập luận rằng chất lượng cao không được chấp nhận trong một thị trường điểm giá thấp hơn.

Một bổ sung khác ở đây. Hãy tự hỏi mức độ và hình vuông là máy in của bạn? Tôi không nói về việc sử dụng cấp độ của thợ mộc để kiểm tra máy của bạn, họ có thể không chính xác đến 1/4 1/4 mỗi 10 feet. Khi bạn có thể quay số máy in của mình xuống 0,00005 hoặc ít hơn mọi hướng và cấu trúc của bạn chính xác như bạn biết máy in chất lượng và bản in trông như thế nào.

Tôi đảm bảo không có máy in nào có giá $ 300- $ 1000 thậm chí gần với mức độ chính xác đó. Người tiêu dùng trung bình bị cuốn hút vào công nghệ của bản in cuối cùng, họ bỏ qua các khía cạnh chính xác liên quan và học cách giải quyết ít hơn. Sau đó, bạn sẽ không mong đợi máy in 500 đô la của mình cạnh tranh với máy in 10.000 đô la của tôi .

Dòng dưới cùng bạn nhận được những gì bạn phải trả cho.