我要回答这个问题的人实际上确实重新设计了他们的 Prusa i3 fleabay 克隆，以便在所有轴上使用丝杠。在深入研究之前，可以使用弹簧加载的黄铜螺母轻松解决齿隙问题，有点像滚珠丝杠的工作原理。这是要解决的最简单的问题，因为还有很多其他问题。

短版 / tl;dr

1. 硬件无法处理那么多的微步。

2. 串扰和电机电感限制速度和加速度。

3. 由于（2），打印质量以非常奇怪的方式受到影响。

4. 丝杠不是为长时间快速移动而制造的，即使使用油脂也会磨损。

5. 您将需要额外的轴承表面来防止您的电机被磨开，并消除由于挠性联轴器引起的齿隙。

6. 系统变得更容易出现高度破坏性的故障模式。

冗长的解释

第一的

你会注意到你被限制在极其缓慢的运动和加速度中。我的螺丝是 8 毫米螺丝，间距为 8 毫米。这意味着行进 8 毫米需要 200 步。乘以 1/16 微步，即每 8 毫米行程 3200 微步。乘以您尝试打印的任何速度，然后是您使用的轴数，如果打印速度足够快，您会发现 RAMPS 板开始在复杂的动作中卡顿。

第二

您很快就会达到电机的电感极限。在“标准”功率水平下（不会炸毁我的仿制 NEMA17 电机的那些），即使在整个设置切换到 24 V 后，我的电机旋转速度最快也是每秒 5 转，这相当于 16,000 微步/秒第二个使用 8mm 螺距螺钉。作为参考，这意味着在零负载下，我的 N17 w/ 8 mm 间距可以行进的最快速度约为 40 mm/s。

您基本上以几千赫兹的速度运行电机线圈，这意味着您必须非常小心地将电线分开和屏蔽以防止串扰，此外，随着步进频率的升高，步进扭矩会急剧下降. 这不仅限制了电机在给定速度下能够推动的床的重量，而且与皮带驱动系统相比，您甚至必须更担心电机和床的惯性。因此，与 30 mm/s 加加速度和 200 mm/s ²加速度不同，您突然被限制为 5 mm/s 加加速度和 40 mm/s ²加速度。

如前所述，为了获得最佳效果，整个系统需要转换为 24 V，并且并非所有板都经过配置以便轻松完成。我的廉价 RAMPS 克隆只需要移除一个二极管，其他一切都很好，但在这方面是 YMMV。

您可以通过降低电机齿轮来解决这个特殊问题，但此时您已经在齿轮齿之间或皮带驱动系统中引入了一个新的齿隙源，并且有点失败了。

第三

由于这种影响，您会遇到挤压压力伪影。基本上，喷嘴中的塑料是一种流体，非常粘稠，被迫通过一个小孔。流体压力将在某种程度上“滞后”于挤出机电机认为正在发生的事情。

最终结果是，当你加速时，你铺设的线条比它们应该的细，并且在减速时会比它们应该的粗，当你来的时候，你往往会在每个角落得到奇怪的“水珠”停下来。对我来说，使用 0.4 毫米喷嘴、0.8 毫米线宽和 0.2 毫米层高，这些伪影实际上完全抵消了我使用带有弹簧加载双螺母的紧耦合丝杠获得的额外精度。这些零件的尺寸最终比以前更不准确，并且出现了非常奇怪的变形。

您可以在固件中使用 ARE 设置来尝试对抗这种特定效果，但是这个过程很乏味并且需要大量反复试验，而且每 30 秒重新编译固件很烦人，更不用说变量是相关的线宽、速度和加速度设置以及层高，因此您必须在任何时候想要更改打印质量时重新编译固件。超级，超级讨厌。

第四

丝杠实际上并不是为此而设计的。随着时间的推移，不断的来回运动会磨损黄铜螺母甚至螺钉的钢螺纹。您最终会在螺钉下方的所有东西上留下黑色粉状残留物，这在 X 轴上通常也意味着您的打印件。没有人希望钢粉破坏其层间附着力。

就我而言，我使用了 Superlube（一种硅/聚四氟乙烯润滑脂）来帮助防止这个问题，但只有当你有弹簧加载的黄铜螺母时才能很好地工作。最终，他们将大部分润滑油推出。此外，润滑油往往会抓住并保持形成的任何金属粉末，从而加速仍在润滑区域的磨损。

第五

轴承。事实证明，电机有内部轴承，通常很吸力，不能承受任何方向的重负载。当我的 Y 轴 N17 电机因轴承故障而发生故障时，我发现了这一点，并且将粉末散布在整个线圈中，其中一些被推过搪瓷并使电线短路。

此外，由于微小的不对中会使电机迅速变成弹片，因此您几乎肯定会使用挠性联轴器。挠性联轴器具有一定的轴向屈服，主要设计用于承受压缩载荷，并且在反复拉伸时往往会失效。

对于 Z 轴，这通常不是问题，因为整个系统都被重力压住了，但是在 X 轴和 Y 轴上，每次马车或床切换方向时，您都会得到一些甚至一两毫米的奇怪偏移。因此，您需要确保电机本身不承重，并且螺钉相对于框架保持锁定状态，同时仍然能够旋转。

您可以通过在丝杠的每一端固定一个环来实现这一点，该环推动推力轴承或安装在普通滚珠轴承中。理想情况下，您可以两者都做，但这会变成一项昂贵的冒险，在您可能没有空间的奇怪位置放置大量括号。我最终失去了大约 20 毫米的床行程来解决这个问题。

第六

您需要考虑组件发生故障时会发生什么。对我来说，这是我的终点站。第一次失败来自我上面提到的串扰问题。Y 形挡块触发，床随着时间的推移开始向打印机前部移动，最终打印机开始尝试将床移动到打印机框架的前部。

它成功了。

第二次只是限位开关机械故障。皮带运行在皮带轮处停止。丝杠一直延伸到螺钉的末端，因为它们的齿轮比皮带低得多，所以需要更多的扭矩。由于这个问题，我曾三次损坏了我的打印机框架，当 Y 轴挠性联轴器折断时又一次损坏了。这使得电机可以轻松地向一个方向旋转螺丝，但不能向另一个方向旋转——这一次迫使打印床向后而不是向前，再次将 Y 电机拉过其支架和框架。

结论

X/Y 螺丝不一定是坏主意，只是 3D 打印中昂贵且乏味的一个。它们更适合低进给率应用，如 CNC 铣床、机械雕刻机等。您可能会注意到，即使是像激光打印机这样的高精度应用程序也倾向于使用皮带驱动的托架而不是螺丝驱动的托架。螺丝更适合高负载、低速应用，而打印机则相反。

如果您想消除由于皮带不够紧而引起的反弹，就像我一样，答案是制造更好的打印机。在电机开始出现故障之前，我无法收紧皮带以确保打印准确，因为我没有轴承支撑的电​​机端皮带轮。从那里开始，字面上只是用一个小轴承支撑在电机轴上的皮带轮的两侧，用一个小轴承支撑在框架上，以减轻电机的径向负载。如果您的腰带拉伸太多，请使用钢芯 GT2 腰带。如果您的系统总体上很草率，请构建一个更强大的系统。我目前的项目是 Hypercube Evo，我找到了一家制造钢芯 GT2 皮带的供应商。我将使用它来最大限度地提高 CoreXY 皮带系统的刚度。框架由 30x30 毫米 T 型槽挤压件制成，带有 12 mm Z 轴杆和 10 mm X/Y 轴杆。更大、更昂贵的组件更坚固，比我的便宜打印机上的 400 毫米长 8 毫米杆弯曲得多。

希望这可以帮助。（编辑以使我的数学在微步上正确）

除了成本之外，在 Z 轴上可能会遇到的齿隙（螺纹杆和丝杠最常用）将/可能成为一个问题。GT2 皮带的弹性一般避免了 X 和 Y 轴的这个问题。

这将是值得一读汤姆的回答到GT2的优势在机架，其中当问题被相关齿轮齿条机构，也适用于导螺杆，特别是：

为了避免齿隙并获得同样的“紧密”啮合，齿轮和齿条都需要以非常高的精度制造。托架也需要很好地约束，因为齿条相对于齿轮的任何摆动都会引入间隙（或束缚）。此外，您还需要保持齿条和小齿轮的良好润滑，以免它们过早磨损。

成本将是主要原因。您可以设计一个皮带驱动系统，该系统同样准确、速度更快、行程更长、成本更低。

丝杠相对昂贵。成本差异随着行程长度和速度的增加而显着增加，但精度相同。

丝杠确实具有显着优势，即能够承受更重的负载，同时保持刚度，这对于 CNC 铣床之类的设备很重要，但与 3D 打印无关。

这是基于您说的假设：

是否有实际理由不为 X 和/或 Y 轴使用带导螺杆的步进电机？

您的意思是您仍在计划使用步进电机，但要考虑使用丝杠与皮带。

可以使用导螺杆；特别是4个启动丝杠。唯一的缺点是你需要警惕热量。

让我们分解担忧

• 成本。是的，它比皮带成本更高，并且在更高的速度下会持续更长时间，而皮带可能会拉伸。如果成本是一个因素，那么坚持皮带。

• 速度。多头螺钉的螺距比单头螺钉低。结果你少了一个回合减少。这可以使他们成为皮带的一部分。您使用的驱动程序将决定您旋转步进电机的速度。电压模式驱动器用于 3d 打印机，在低速（低于 1000 转/分）下具有高扭矩。电流模式驱动器在高转速下更好（例如 STMicro 的 powerStep01）

• 热。当丝杠加热时，金属会膨胀。当金属膨胀时，您的定位精度就会消失。最好使用热膨胀系数低的金属，但成本可能更高。

只需更换驱动器，您就应该能够提高速度，而无需求助于更重的多头丝杠。增加电压也会有所帮助，但是您需要一个可以让您改变保持电流的驱动器，否则电机在不动时会发热并烧毁。