Table of Contents
Als we het hebben over 3D-gereedschapstechnologie, is de 3D-printer tegenwoordig goedkoper dan ooit. De verbetering van 3D-printers heeft de industrieën over de hele wereld drastisch veranderd. Consumenten-3D-printen bereikt ook een ander niveau, aangezien 3D-printers op de markt gebruiksvriendelijker en compacter worden.
Consumenten FDM/FFF 3D-printer, begonnen vanuit de RepRap-gemeenschap die werd geïntroduceerd door Adrian Bowyer.
De eerste ontwerpimplementatie is een omhoog-omlaag mechanisch bouwplatform dat het platform langs de Z-as beweegt (Reprap v1) en het tweede ontwerp (Reprap v2) gebruikt Bed Slinger (Y-as bedbeweging). Het andere mechanische ontwerp is de Delta 3D-printer zonder beweging van het bedplatform.
Deze stijlen van 3D-printers zijn al enkele jaren op de markt. Het bouwplatform, of zoals we het meestal noemen, het bedplatform, is een van de belangrijke onderdelen om ervoor te zorgen dat het 3D-printproces soepel verloopt en goede geprinte objecten produceert.
Hier zijn enkele voor- en nadelen met betrekking tot het mechanische bewegingsontwerp van het bedplatform in een 3D-printer:
1. Cartesiaanse XY-kop en Z-bedbeweging
Dit ontwerp is het basismechanische model voor veel 3D-printers die als eerste op de markt kwamen. Populaire 3D-printermerken zoals Makerbot, Ultimaker of de nieuwste Core-XY Printers gebruiken dit mechanische systeem in hun machines.
- De massa van het gebouwde printmodel beweegt alleen langs de Z-as, waardoor een lichtere printkop XY beweegt. Zo zijn hogere printsnelheden mogelijk.
- De constructie is bij de meeste modellen eenvoudig af te sluiten dankzij het kubusvormige frame. De printer kan dus meestal meerdere materialen verwerken in vergelijking met een open frame. Filamenten zoals ABS, ASA, PA-Nylon en PC-filament worden meestal gebruikt voor dit printermodel.
- Onderhoud en aanpassingen zijn enigszins moeilijk voor dit type ontwerp.
- Alleen beweging over de Z-as zal het ghosting-probleem op het oppervlak aanzienlijk verminderen. Het oppervlakteprobleem dat kan optreden is Z-banding.
- Dit model kost meer vanwege het materiaalgebruik voor een volledig kubusvormig frame.
- Handmatige aanpassing van het bedplatform is enigszins omslachtig, aangezien toegang tot de achterkant van de printer niet eenvoudig is.
- Het verwarmde bed verbruikt ongeveer 70% van de elektriciteit van de stroomvoorziening van de printer. Het netsnoer van het verwarmingsbed is dus meestal dik en heeft een beperkte buigkarakteristiek. In deze situatie is minder buigbeweging van de kabel beter om schade te voorkomen.
2. Cartesiaanse XZ-kop, Y-bedbeweging (Bed-Slinger)
Dit ontwerpmodel is verdeeld in twee sub-stijlen: de standaard prusa-mendel-stijl met 2 z-assen en de cantilever-stijl met slechts één z-as. Sinds Prusa dit model uitbracht, zijn goedkope consumenten-3D-printers snel gegroeid onder hobbyisten en thuisgebruikers.
- Deze stijl van 3D-printer is eenvoudig en goedkoop te bouwen, te wijzigen en te onderhouden. De SUNLU T3 3D-printer heeft bijvoorbeeld veel functies voor een zeer betaalbare prijs.
- Visueel goede en begrijpelijke kinematica, waardoor het eenvoudig is om het 3D-printproces te inspecteren. Maar door de bedbeweging is time-lapse opnemen erg slecht.
- Het frame is compact, lichter en gemakkelijk te verplaatsen, maar dit gaat ten koste van het stevige en rigide ontwerp. Ja, het zal de afdrukkwaliteit beïnvloeden als het niet correct is gemonteerd.
- De afdrukkwaliteit is theoretisch inferieur bij dezelfde snelheden en acceleraties, omdat een zwaar printbed tot ghosting-problemen leidt.
- Het z-wiebelprobleem treedt ook vaker op omdat een bed met een zwaar geprint model ook langs de y-as beweegt.
- Zeer grote bouwplaten zijn niet aan te raden voor dit ontwerp. De grootste op de markt is 500x500mm met veel problemen door het zware bed en het geprinte model dat heen en weer beweegt.
- Het netsnoer van het verwarmde bed is ook een ander probleem. De kabel moet stevig vastzitten aan het bewegende bed en goed vastgemaakt zijn, aangezien deze altijd beweegt tijdens het printproces.
- Het ontwerp van het frame is 99% open en de enige manier om het af te sluiten is door de printer in een grote doos te plaatsen die groter is dan de afmetingen van de printer. Aangezien het een open frame-ontwerp is, zijn de printmaterialen beperkt tot PLA, PETG en TPU. Het materiaal moet ook van goede kwaliteit zijn, zoals Sunlu Filament, aangezien de print- en bedtemperatuur niet consistent is vanwege de omgevingstemperatuur.
3. Delta-stijl XYZ-kop, geen bedbeweging
Een heel andere benadering van hoofdverplaatsing is het gebruik van Delta Style kinematica voor 3D-printers.
- De bouwmaat is onbeperkt, maar de vormen zijn beperkt tot een cirkel. Omdat de
- Er is helemaal geen beweging van het geprinte model, wat betekent dat de printsnelheid gemaximaliseerd kan worden.
- Mechanische delta bestaat uit een driepunts op-neer stang Z-as beweging die verbonden is met de effector van de printerkop. Als gevolg hiervan zijn er geen z-banding en z-wobbel problemen.
- Het enige dat zorgen baart bij deze printer, is de belasting van de CPU-verwerking als gevolg van complexere kinematica (32-bits CPU nodig voor snelle printsnelheden en responsieve besturing)
- De oorzaak van fouten bij deze printer is niet eenvoudig, dus het oplossen van problemen kost meer tijd.
- De nauwkeurigheid is in het midden beter dan bij andere types en het perfect printen van cirkelvormige modellen kan worden bereikt.
- Aangezien er helemaal geen beweging van het bed is, kunnen zware materialen zoals keramiek of zelfs vloeibaar cement 3D-geprint worden.
Er is nog een ongewoon ontwerp, namelijk Polar Style X Head, Rotation Bed Movement. Deze 3D-printer is niet populair en werd alleen in 2015 door Polar3D geproduceerd. Het unieke ontwerp van deze printer is de bedbeweging die cirkelvormig roteert samen met de motorrotatie. Waarom is dit niet effectief? Zoals we weten, zijn de beperkingen in de stepper motor graden en de bouwomvang van deze printer zeer beperkt. Hoewel de cirkelbeweging minder beweging is, kan het nog steeds een probleem veroorzaken zoals Z-banding, aangezien er slechts één Z-as wordt gebruikt. Een verwarmd bed is ook moeilijk te implementeren, aangezien de kabel langs de centrale stang zal verdraaien.
Naast deze vier stijlen van bed-robotica-technologie kunnen ook andere worden geïmplementeerd in 3D-printen. Dit betekent dat het bed overal en van elke grootte kan zijn binnen het bereik van robotarmen, of helemaal geen vast bed. Uiteraard is deze toepassing van 3D-printen niet voor consumentengebruik.
Verschillende bedbewegingen beïnvloeden de 3D-printkwaliteit, maar in de praktijk kan 3D-printen vloeiende 3D-geprinte resultaten opleveren, zelfs met een eenvoudig, goedkoop cartesisch bed met één Z-as. Goede printinstellingen, elektrische sensoren en geavanceerde firmware kunnen worden gebruikt om de kwaliteit van 3D-geprinte modellen te verbeteren.
——————————————————
