Jämförelse av 3D-skrivarens byggplattform: Bed Slinger, Bed Updown och Not Moving

När vi talar om 3D-verktygsteknik är 3D-skrivare idag billigare än någonsin. Förbättringen av 3D-skrivare har drastiskt förändrat branscher över hela världen. Konsumenters 3D-utskrifter når också en ny nivå då 3D-skrivare på marknaden blir mer användarvänliga och kompakta.

Konsument-FDM/FFF 3D-skrivare med ursprung från Reprap-communityn som introducerades av Adrian Bowyer.

Den första designimplementeringen är en mekanisk byggplattform som rör sig uppåt-nedåt, vilken flyttar plattformen längs Z-axeln (Reprap v1), och den andra designen (Reprap v2) använder en "Bed Slinger" (Y-axel rörelse av bädden). Den andra mekaniska designen är Delta 3D-skrivaren utan någon rörelse av bäddplattformen.

Dessa typer av 3D-skrivare har redan funnits på marknaden i flera år. Byggplattformen, eller som vi vanligtvis kallar den bäddplattformen, är en av de viktiga delarna för att säkerställa att 3D-utskriftsprocessen löper smidigt och producerar bra utskrivna föremål.

Här är några för- och nackdelar gällande den mekaniska rörelsedesignen av bäddplattformen i 3D-skrivare:

1.Kartesisk XY-huvud och Z-bäddrörelse

Denna design är den grundläggande mekaniska modellen för många 3D-skrivare som först kom ut på marknaden. Populära 3D-skrivarmärken som Makerbot, Ultimaker eller de senaste Core-XY-skrivarna använder detta mekaniska system i sina maskiner.

• Massan av den utskrivna modellen rör sig endast längs Z-axeln, vilket gör att det lättare utskriftshuvudet rör sig längs XY-axlarna. Detta möjliggör snabbare utskriftshastigheter.
• Konstruktionen är lätt att innesluta i de flesta modeller tack vare den kubiska ramen. Därför kan skrivaren oftast hantera flera material jämfört med en öppen ram. Filament som ABS, ASA, PA-Nylon och PC Filament används vanligtvis för denna skrivarmodell.
• Underhåll och modifiering är på något sätt svårt för denna designtyp.
• Z-axelns enda rörelse kommer att avsevärt minska effekten av "ghosting" på ytan. Ytproblemet som kan uppstå är Z-banding.
• Denna modell kostar mer på grund av materialanvändningen för en helt kubisk ram.
• Manuell justering av bäddplattformen är lite tråkig eftersom det inte är lätt att komma åt baksidan av skrivaren.
• Den uppvärmda bädden drar cirka 70 % av skrivarens strömförsörjning. Därför är strömkabeln till värmebädden vanligtvis tjock och har begränsade böjningsegenskaper. I denna situation är mindre böjning av kabeln bättre för att undvika skador.

2. Kartesisk XZ-huvud, Y-bäddrörelse (Bed-Slinger)

Denna designmodell är indelad i två underkategorier: standard prusa-mendel-stil med 2 z-axlar och konsolstil med endast en z-axel. Sedan Prusa lanserade denna modell har billiga konsument-3D-skrivare snabbt vuxit i popularitet bland hobbyister och hemanvändare.

• Denna stil av 3D-skrivare är enkel och billig att bygga, modifiera och underhålla. Till exempel har SUNLU T3 3D-skrivaren många funktioner till ett mycket överkomligt pris.
• Visuellt bra och förståelig kinematik, vilket gör det enkelt att inspektera 3D-utskriftsprocessen. Men på grund av bäddrörelsen blir time-lapse-inspelningar mycket dåliga.
• Ramen är kompakt, lättare och enkel att flytta, men det kompromissar med den robusta och styva designen. Ja, det kommer att påverka utskriftskvaliteten om den inte monteras korrekt.
• Utskriftskvaliteten är teoretiskt sett sämre med samma hastigheter och accelerationer, då en tung utskriftsbädd leder till problem med ghosting.
• Problemet med z-wobble är också mer sannolikt att uppstå eftersom en bädd med en tungt utskriven modell också rör sig längs y-axeln.
• Mycket stora byggplattor rekommenderas inte för denna design. Den största på marknaden är 500x500mm med många problem på grund av den tunga bädden och den utskrivna modellen som rör sig fram och tillbaka.
• Strömkabeln till värmebädden är också ett annat problem. Kabeln måste vara ordentligt fastlåst i den rörliga bädden och säkrad eftersom den alltid rör sig under utskriftsprocessen.
• Ramen är till 99 % öppen, och det enda sättet att kapsla in den är att placera skrivaren i en stor låda som är större än skrivarens dimensioner. Eftersom det är en öppen ramdesign är materialutskrifterna begränsade till PLA, PETG och TPU. Materialet måste också vara av god kvalitet, som Sunlu Filament, eftersom utskrifts- och bäddtemperaturen inte är konsekvent på grund av den omgivande temperaturen.

3.Delta-stil XYZ-huvud, ingen bäddrörelse

En mycket annorlunda strategi för huvudrörelse är att använda kinematik i Delta-stil för 3D-skrivare.

• Byggstorleken är obegränsad men formerna reduceras till en cirkel. Eftersom
• Det finns ingen rörelse alls för den utskrivna modellen, vilket innebär att utskriftshastigheten kan maximeras.
• Mekanisk delta består av trepunkts upp- och nedåtgående stång Z-axelrörelse som ansluter till effektorn där skrivarhuvudet sitter. Som ett resultat finns det inga problem med Z-banding och Z-wobble.
• Det enda som är oroande med den här skrivaren är belastningen på CPU-processorn på grund av mer komplicerad kinematik (32-bitars CPU behövs för snabba utskriftshastigheter och responsiv kontroll).
• felorsak för den här skrivaren är inte lätt, så felsökning kräver mer tid att lösa.
• Noggrannheten är i mitten bättre än andra typer och utskrift av cirkulära modeller kan uppnås perfekt.
• Eftersom det inte finns någon rörelse från bädden alls – tunga material som keramik eller till och med flytande cement kan 3D-printas.

Det finns en annan ovanlig design som är Polar Style X Head, Rotation Bed Movement. Denna 3D-skrivare är inte populär och producerades endast av Polar3D år 2015. Den unika designen hos denna skrivare är bäddrörelsen som roterar cirkulärt tillsammans med motorrotationen. Varför är den inte effektiv? Som vi vet finns det begränsningar i motorstegarens gradtal och denna skrivares byggstorlek är mycket begränsad. Även om den cirkulära rörelsen är mindre rörelse kan den fortfarande skapa problem som Z-banding eftersom endast en enda Z-axel används. En uppvärmd bädd är också svår att implementera eftersom kabeln kommer att tvinnas längs den centrala stångaxeln.

Utöver dessa fyra stilar av bäddrobotteknik kan även 3D-utskrift implementeras. Det innebär att bädden kan vara var som helst och av vilken storlek som helst inom räckvidden för robotarmar eller ingen fast bädd alls. Naturligtvis är denna tillämpning av 3D-utskrift inte för konsumentbruk.

Olika bäddrörelser påverkar 3D-utskriftskvaliteten, men i praktisk 3D-utskrift kan jämna 3D-utskrifter uppnås även med en enkel, billig kartesisk "bed slinger"-struktur med en enda Z-axel. Genom att använda bra utskriftsinställningar, elektriska sensorer och avancerad firmware kan man förbättra kvaliteten på 3D-utskrivna modeller.

SKRIVET AV: James Madison