Mengapa semua kegembiraan tentang rel linier?

Setiap kali sebuah printer 3D yang menggunakan linear rails diumumkan (contohnya: cetus ), Internet (yah ... setidaknya sudut itu yang berurusan dengan pencetakan 3D) menjadi beramai-ramai.

Saya meneliti sedikit topik itu sendiri, dan sementara saya mengerti bahwa rel linier dapat diproduksi hingga tingkat presisi fantastis untuk mesin super-berat, ia luput dari pemahaman saya mengapa mereka dianggap unggul "secara default", relatif terhadap bantalan linier klasik pada poros.

Pencetakan 3D adalah aplikasi yang ringan, dan gerakan setidaknya 2 sumbu tidak terjadi pada permukaan yang padat (di mana Anda dapat membaut rel linier setiap beberapa cm) tetapi tergantung di antara 2 ujung sumbu. Lebih lanjut, bagian dalam dari bantalan yang digunakan pada rel linier pada dasarnya identik dengan yang digunakan pada poros.

Situs cetus mengatakan di bawah judul "Rel Linear Kualitas":

Dilumasi sendiri | Bebas Perawatan | Presisi Tinggi | Umur Panjang | Diam

tetapi ini - dalam pengalaman saya - dapat dikatakan "Quality Linear Bearings on a Shaft" juga, dan dalam beberapa kasus bahkan bushing mengirimkannya ke standar tinggi pada printer 3D.

Jadi, apa yang saya lewatkan?

Berikut ini adalah kompilasi input dari sejumlah sumber.

Rel linear pada umumnya adalah komponen mekanis yang - saat mendesain peralatan - menawarkan fleksibilitas besar.

Profil rel dapat dirancang dengan cara yang hampir tak terbatas. Ini pada gilirannya memungkinkan untuk:

• Tingkat kekakuan yang berbeda pada arah yang berbeda (misalnya Anda mungkin memiliki tekanan hanya pada bidang tertentu, atau Anda mungkin ingin rel sedikit melentur dalam satu bidang tetapi tidak pada bidang lainnya).
• Menempatkan permukaan untuk roller secara strategis , misalnya di lokasi yang tidak mungkin terkontaminasi, atau di mana gaya maksimum akan diterapkan.
• Jalur melengkung , sehingga carriage bisa bergerak di sepanjang garis yang tidak lurus.

Karena permukaan kontak antara rol dan bantalannya rata, silinder dapat digunakan sebagai pengganti bola . Ini pada gilirannya mengurangi tekanan mekanik, dan jumlah permainan, meningkatkan umur panjang dan memungkinkan untuk lebih banyak daya dukung, antara lain.

Rel linear dapat ditambatkan sepanjang panjangnya , bukan pada ekstremnya, sehingga meningkatkan akurasi posisi, kekakuan dan daya dukungnya.

Rel linear dapat dimesin saat sedang dimuat , sehingga mencapai akurasi maksimum saat digunakan, bukan saat keluar dari pabrik.

Bantalan pada rel linier hanya memungkinkan untuk satu derajat gerakan . Perlu ada dua batang dengan bantalan linier / semak untuk mencapai hasil yang sama.

Semua yang dikatakan, ketika datang ke aplikasi spesifik printer 3D FDM tingkat konsumen, tampaknya tidak satu pun di atas sangat relevan, juga tidak memberikan keuntungan nyata bagi printer dalam hal kualitas cetak akhir :

• tekanan mekanik yang terlibat dalam pencetakan 3D sangat kecil,
• semua gerakan terjadi sepanjang garis lurus,
• sebagian besar sumbu tidak dapat ditambatkan ke badan yang besar dan kaku,
• ...

Di sisi lain, desain dengan batang + bantalan linier murah, efektif, lebih sederhana dan ringan, semua karakteristik yang sangat diinginkan dalam printer 3D.

Semua dalam semua, tampaknya tidak ada alasan yang baik untuk memilih rel linier daripada batang pada umumnya .

Namun, mungkin ada desain spesifik yang dapat mengambil manfaat dari adopsi mereka. Saya mendalilkan bahwa printer Cetus yang tertaut dalam pertanyaan tersebut mungkin desain seperti itu: susunan kantilever porosnya - misalnya - dilayani dengan baik oleh fakta bahwa sebuah rel tunggal mengunci pergerakan di semua kecuali satu arah, dan orientasi X rel menawarkan kekakuan maksimum terhadap aksi gravitasi.

Rel linear akan selalu menghasilkan tingkat akurasi dan stabilitas yang tinggi dan lebih dari batang bulat dengan busing dan / atau bantalan PTFE.

Namun, orang dapat memperdebatkan fakta bahkan sebagai pengembang produk dan orang yang terlibat dalam mekanika dan pengembangan mesin setiap hari membandingkan dua hal yang kita lihat peningkatan "signifikan" menggunakan rel di atas batang dan jika digunakan dengan benar pada sumbu Z bed print Anda akan memiliki bed yang bebas dari masalah leveling yang dapat dengan lancar dan akurat beroperasi dengan satu driver versus dua.

Saya selanjutnya akan menambahkan bahwa menyelaraskan batang dengan sempurna adalah tugas yang sulit bagi orang kebanyakan dan bahkan sedikit putaran atau posisi sudut dapat memengaruhi kualitas cetak akhir. Saya telah melihat banyak batang linier yang tampak lurus secara visual dan ketika dilemparkan ke spindle bubut dengan akurasi 0,0000 akan ada 0,005 atau lebih dalam runout. Bahkan saya belum melihat satu gerakan konsentris yang lebih sempurna dari 6 inci. Ini memberitahu saya bahwa mereka tidak dapat secara akurat dan bahwa sementara mereka berfungsi mereka tidak akan pernah berfungsi dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Apakah kita memerlukan akurasi yang lebih tinggi dalam poros printer 3D? Tentu kita dapat memiliki papan kontrol kualitas yang memberikan kompensasi pada tingkat tertentu, tetapi mekanisme mesin sangat penting sebelum Anda memilih kualitas papan dan perangkat lunak. Mengapa menginstal kontrol gerak $ 300 pada printer batang linier murah jika Anda tidak akan melihat manfaat penuh?

Dengan teknologi yang semakin maju menjadi 64 bit dan akhirnya 128 bit dan tingkat akurasi precisional yang lebih tinggi, pencetakan 3D akan membalik halaman dan akan jika belum mampu memiliki akurasi resolusi mikro dan hanya dapat melakukannya jika semua komponen berfungsi dengan baik bersama-sama.

Jadi yakin, printer panduan batang Anda berfungsi. Namun, itu tidak akan pernah berfungsi sebaik printer linear rail guided saya dengan ballscrews dan servos. Anda dapat memiliki cetakan fuzzy berlapis. Saya akan menjaga agar bagian cetakan saya yang dicetak dengan injeksi yang terbuat dari bahan yang tidak bisa dicetak oleh desktop biasa. Jadi untuk berdebat itu tidak diperlukan adalah berargumen bahwa kualitas tinggi tidak diterima di pasar dengan harga yang lebih rendah.

Satu tambahan lagi di sini. Tanyakan pada diri sendiri bagaimana level dan square printer Anda? Saya tidak berbicara tentang menggunakan level tukang kayu untuk memeriksa mesin Anda, mereka bisa tidak akurat hingga 1/4 ”per 10 kaki. Ketika Anda dapat memutar tempat tidur printer Anda ke 0,00005 atau kurang setiap arah dan struktur Anda sama akuratnya dari yang Anda tahu seperti apa bentuk printer dan cetakan berkualitas.

Saya jamin tidak ada printer dengan harga $ 300 - $ 1000 bahkan mendekati tingkat akurasi itu. Rata-rata konsumen begitu tertarik pada teknologi cetak akhir itu sendiri sehingga mereka mengabaikan aspek persiapan yang terlibat dan belajar untuk menerima lebih sedikit. Maka Anda tidak akan mengharapkan printer $ 500 Anda bersaing dengan printer $ 10.000 saya juga.

Intinya Anda mendapatkan apa yang Anda bayar.