丝杠导程的选择

3D打印 打印机制造 丝杠
2021-05-15 12:00:27

这段视频让我注意到 Ender 3 的 Z 轴螺钉的 8 毫米导程,从 Z 方向上常见网格对齐的准确性的角度来看,这似乎是一个非常糟糕的选择。特别是,步进器每旋转 200 个完整步长,8 毫米的引线消耗了 200 个中两个的所有功率,每毫米留下 25 个完整步长 - 并且 25 毫米不是层高/特征高度的典型单位将进入。看起来 5 毫米的引线将是理想的,每毫米为您提供 40 步,可以被 2 的 3 次幂和 5 的一次幂整除,精确的十分之一和精确的八分之一。

选择 8 毫米铅背后是否有动机?这对于其他打印机是否常见,是否有使用 5 毫米引线或 5 毫米替代品的打印机效果良好?

4个回答

我还没有见过导程为 5 毫米的梯形丝杠,但您可以得到 5 毫米导程滚珠丝杠。

在一台打印机上,我使用 4 毫米导螺杆来获得原始 0.02 毫米分辨率(因此 0.1 毫米需要 5 个完整的步长,0.2 毫米需要 10 步,等等)。我还以 2:1 的比率降低了 8 毫米导螺杆(例如,使用单个 Z 步进电机驱动一条驱动 2 个导螺杆的皮带),效果很好。

直接驱动的 8 毫米间距 Z 轴螺钉是一种非常常见的配置。尽管它导致 z 轴分辨率较低,但显然它对于大多数 FFF 应用程序来说已经足够好了。

和你一样,我一接触 3D 打印就注意到了这个奇怪的设计。基于正常的设计原则,大多数打印机的 Z 轴分辨率在技术上不够或勉强够用,至少基于 CNC 机器和其他运动应用程序的正常原理(我的背景是半导体工业机器人)。

出于成本原因,打印机减少了很​​多角落。这就是为什么它们要花费数百美元而不是像 CNC 机器那样花费数千美元。我的打印机和许多其他打印机一样,有 8 毫米螺距的螺丝,没有齿轮减速。将 8 毫米节距的丝杠直接粘在步进器上是一种既便宜又简单的设计。您可以使用更浅螺距的丝杠、步进齿轮箱或皮带和皮带轮减速装置获得更好的分辨率。但这会增加成本和复杂性,而现代步进驱动器有助于对低机械分辨率进行创可贴。

在上下文中,层高可分为步进电机转数并不是什么大问题。Z 轴分辨率非常低,均匀分割​​的层可能会也可能不会产生实际的改进。我认为如果您关心 Z 轴分辨率,那么提高机械分辨率应该比担心可分性更重要。

Z 轴分辨率如此之低仍然让我感到困扰。但是我们看到像我这样的打印机在使用 8 毫米丝杠时往往能正常工作,即使在花瓶模式下,甚至在自动床调平的情况下也是如此。而且我也从不关注“神奇”的 z 轴数字。我确信 Trinamic 步进驱动器是它运行良好的重要原因。当然,我可以购买 2 毫米间距的丝杠和螺母,将我的 Z 轴分辨率提高 4 倍。或者,我可以安装行星减速器将其增加 10 倍。但我要解决的问题在实践中显然很小。

另外:大多数这些 8 毫米螺距螺钉是 4 头螺纹。节距为 8 毫米的原因部分与螺纹的导程角有关,部分与它是 4 头螺纹的事实有关。螺纹头数越多,有效螺距越高;在其他条件相同的情况下,2 头螺纹的螺距是 2 倍,4 头螺纹的螺距是 4 倍。那么为什么要使用多启动线程,如果它会降低分辨率呢?从技术上讲,多头螺纹更适合丝杠应用,因为它们可以降低结合力。单头螺纹,与普通 UNC 螺纹一样,是不平衡的,它们仅从直径的一部分“推动”,因此当轴向加载时,螺母往往会倾斜和束缚。这对于需要楔入以保持紧固的螺栓通常很好,但作为丝杠运行时,它会增加摩擦和游隙。使用 2 头螺纹,螺母从直径的两侧“推”,因此螺母没有默认的倾斜和绑定趋势。3 头螺纹甚至更好,因为螺母在 3 点处稳定,抵抗来自任何方向的约束力。4 开始线程仍然更好,但可能有点矫枉过正。这就是说,使用多头螺纹的好处在一定程度上弥补了高有效螺距的缺点。切换到单头 1 毫米螺纹会将分辨率提高 4 倍,但会引入使用单头螺纹的其他一些缺点,这在技术上可能会导致其他一些低效率。制作 4 头 1 毫米螺纹是不切实际的,如果是的话,它就不会

我预计 8 毫米间距的 T8 比 2 毫米间距的 T8(也存在)更便宜(大量)。

我认为如果你有 T8x8,你可以使用 4 个铣头(螺丝有 4 个头),因此可以更快地切割材料。使用 T8x2 mm,您一次只能使用一个铣头。

这是猜测,因为我当地的供应商对它们的定价相同。

此外,始终使用微步,尤其是在床调平处于活动状态时,因此您获得的分辨率至少是您认为的 4 倍:每微步 10 微米。考虑到电机提供的额外扭矩减少以及 T8x8 mm 丝杠所需的更高扭矩(更高的攻角,或所谓的),超过 4 倍的微步进可能不可靠。

总结:它可能更便宜,并且肯定为使用它们的打印机提供足够的准确性。它比 T8x2 毫米导螺杆快 4 倍,比 M8 螺纹杆快 8 倍。这也会影响打印时间。

好吧,您可以使用您可以轻松获得的尺寸的螺钉,但有时在安装到打印机时可能会很麻烦,例如我在两台打印机上使用标准螺纹 1/4,尺寸为 6.35 毫米,所以是有点难以耦合。

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然而,铣削螺纹这可以正确安装,但螺钉很软,很容易弯曲或翘曲,使您的打印机摇晃并导致打印失败。

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但是我对打印质量很满意,我可以将打印设置为 0.1,并且可以将 0.05 增加 0.05

现在我想安装一个 10 毫米的螺钉,以最大限度地减少那些在每个周期或每次旋转中重复改变尺寸 (x,y) 的翘曲(弓形)产生的摆动。10mm 螺丝完全是直的。我不认为步进电机会因额外的重量而受到影响。

因此,Z 层可以达到 0.05 毫米,但到目前为止,它可以达到 0.02 毫米。但更宽的直径可以获得平滑的边缘。