我正在尝试为自己制作 DIY 3D 打印机。我一直在探索许多不同风格的打印机,发现这种类型的打印机有一个固定在一个地方的固定床,整个龙门移动,包括所有轴。
- 为什么这如此罕见?
- 这个设计有缺陷吗?
- 使用这种方法会影响打印质量吗?
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我正在尝试为自己制作 DIY 3D 打印机。我一直在探索许多不同风格的打印机,发现这种类型的打印机有一个固定在一个地方的固定床,整个龙门移动,包括所有轴。
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为什么这如此罕见?
这种打印机通常更难组装、校准和维护,因为 3 轴机器比 2 轴机器复杂一些。例如,在所有 3 轴之间移动整个挤出机可能会很棘手,并且某些此类打印机的设计甚至可能需要专用的挤出机设计,例如 Bowden Extruders。
这个设计有缺陷吗?
这种设计的主要缺点是挤出机在所有 3 个轴之间移动的复杂性。通过至少一个轴移动平台简化了这一点。
使用这种方法会影响打印质量吗?
这取决于打印机的确切设计,因此,由于结构更复杂,您可能会遇到组装和维护难易的问题,从而导致由于设计、组装或配置错误而导致打印质量低下的风险更高。
另一方面,如果您已经拥有一些具有足够精确 3 轴机器的设备,例如 CNC 铣床,您可以通过安装挤出机将其升级为 3D 打印机,但是,它还需要更新软件,可能还需要更新电子设备。
作为一个框架挑战,他们有点。只是对于在任何轴上均不移动的固定构建平台而言,最佳且在某种意义上也是唯一合理的设计是delta 机器人几何结构。这种设计并不是最流行的,但它远非晦涩难懂——有许多廉价的入门级 delta 打印机和高端打印机。
什么使 delta 最优?保持单个龙门架(如 Ender 3 那样)具有固定床高的正方形已经足够困难了;它需要非常坚固的框架和完美的导轨/杆。如果您想在完全固定的床上使用多轴运动系统,您需要一个额外的维度,其中它可以是非方形的。在机械上(至少对于简单的笛卡尔配置),这就像有一个在其他两个龙门之间移动的龙门,每个龙门都已经担心剩余的正方形,并且由此产生的系统甚至可能最终不是平面的。
delta 配置避免了这种情况,因为没有 2 轴运动系统被约束到相对于床的特定可移动 Z 高度,而是校准具有自由自由度和正常笛卡尔坐标的受约束运动系统之间的转换。任何错误都可以校准。
最重要的是,delta 的工具头质量极低,可实现极高的速度和加速度。
在笛卡尔机器领域(例如,具有正交 X、Y、Z 轴)考虑您确实看到的那种设计:构建平台上的类似 Ultimaker 的 XY 平台,可以掉落。
那么问题来了,为什么要放弃构建而不是提高机制呢?
原因可能是机械简单。XY 龙门架是快速移动并可能振动的部件。这也是相当复杂并且有很多电缆的部分。将其固定在外壳中通常很简单。相比之下,典型消费类打印机中的构建对象质量较低,构建平台移动缓慢,因此其质量增加带来的动态变化并不是真正的问题(通常甚至没有真正考虑到构建质量的增加)构建在快速移动的 Y 轴上运行的设计)。
你可能会问,如果你不放弃构建而是提升机制,这样的机器会是什么样子?
事实证明这样的东西确实存在,以一种巧妙的方式,你在你的黑客空间的墙上运行一个线性导轨,在上面安装你的整个 Ultimaker 风格的打印机(更少的构建平台和底部面板),然后敲出Z 控制信号使打印机自行爬上墙壁,在下面的固定平台上留下一些高耸的建筑。可以想象,如果您想从那里开始,您还可以锯掉机柜顶部三分之一左右的所有部分,以便将 XY 龙门架与一些刚性框架分开。但它是一种更大、更昂贵的产品,不能简单地将其从装运箱中取出。除了非常不寻常或“概念证明”的构建之外,它没有多大意义。
关于 3D 打印机领域的事情是你可以自由地尝试任何你喜欢的东西。一些想法有效。有些想法没有。一些与 Mech E. 系所教授的正统机械设计略有不同的部分结果证明比预期的要好一些,并使其成为产品。但通常市场上的产品已被证明在成本和效用之间取得了良好的平衡。
为什么这如此罕见?
这是罕见的,因为机器设计师基本上复制了有效的设计,而没有尝试太多创新。因此,Adrian Bowyer的原始RepRap设计(一种旅行型)是目前最突出的桌面 3D 打印机设计。
这个设计有缺陷吗?
静态床的概念没有任何缺陷,毕竟它只是一个设计概念;每种类型(静态、浮动和移动)都有优点和缺点。
使用这种方法会影响打印质量吗?
个别实施将取得不同程度的成功。由于所需框架的刚性(例如 CoreXY),某些设计提供比大多数设计更高的质量,从而提供更好的打印质量。任何打印机设计都可以在机器设计良好和维护良好的情况下产生良好的打印质量。