V pohybovém systému 3D tiskárny osa Z obvykle nevyžaduje stejně vysokou rychlost jako osy X a Y. Má však přímý vliv na stabilitu stroje, zvedání podložky, konzistenci vrstev a dlouhodobý-výkon tisku.
Pokud se tisková podložka nepohybuje hladce, pokud se při zvedání nakloní velká vyhřívaná plošina nebo pokud struktura osy Z- není dostatečně tuhá, může to ovlivnit výslednou kvalitu tisku.
Mnoho stolních domácích 3D tiskáren používá vodicí šroub T8 na ose Z. Jedná se o jednoduché a nákladově-efektivní řešení pro malé tiskárny s malou zátěží a krátkou dráhou. Když se však tiskárna zvětší, vyhřívané lůžko ztěžkne nebo se stroj použije pro průmyslový tisk nebo hybridní zpracování, standardní vodicí šroub T8 může začít vykazovat omezení tuhosti, účinnosti, hladkosti a-dlouhodobé stability.
V těchto případech se kuličkový šroub stává praktičtější možností pro zvedací systém osy Z-. Není to nezbytný upgrade pro každou 3D tiskárnu, ale může být lepší volbou pro systémy osy Z-, které vyžadují vyšší nosnost, plynulejší vertikální pohyb, delší pojezd a vlastní obrábění konců.
Tato příručka vysvětluje základní funkce os X, Y a Z ve 3D tiskárně, proč se kuličkové šrouby častěji zvažují pro osu Z místo os X/Y, jak si vybrat mezi vodicím šroubem a kuličkovým šroubem a jak vybrat správný kuličkový šroub osy Z pro 3D tiskárnu na základě průměru, stoupání, typu matice, zdvihu a opracování konce.
Co dělají osy X, Y a Z ve 3D tiskárně?
3D tiskárna se pohybuje ve třech hlavních směrech: osa X, osa Y a osa Z.
- Theosa Xobvykle označuje pohyb doleva-a{1}}doprava. Řídí polohu tiskové hlavy nebo trysky ve vodorovném směru.
- Theosa Yobvykle označuje pohyb dopředu-a{1}}zadní. V závislosti na struktuře tiskárny může pohybovat tiskovou hlavou, lůžkem nebo částí portálového systému.
- TheOsa Zoznačuje vertikální pohyb. Ovládá pohyb nahoru-a{2}}tiskové hlavy, vyhřívaného lůžka, plošiny nebo portálu.
Jednoduše řečeno, osy X a Y tvoří tvar každé tištěné vrstvy, zatímco osa Z řídí výšku mezi vrstvami. Během tisku se tryska pohybuje v rovině X/Y a vytváří jednu vrstvu. Po dokončení této vrstvy se osa Z posune o jednu výšku vrstvy a začne další vrstva.
Tento rozdíl také vysvětluje, proč tři osy často používají různé pohybové struktury. Osy X a Y obvykle potřebují rychlý, lehký a citlivý pohyb. Osa Z se obvykle pohybuje pomaleji, ale musí zůstat stabilní a možná bude muset nést větší váhu.
Z tohoto důvodu jsou osy X/Y a osa Z často navrženy s různými způsoby přenosu.
Proč se kuličkové šrouby běžně nepoužívají na osách X/Y
Kuličkové šrouby mohou být použity na osách X a Y v některých speciálních strojích, ale nejsou běžnou volbou pro většinu FDM 3D tiskáren. V mnoha stolních nebo DIY tiskárnách používají osy X/Y řemeny pro hnací pohyb spolu s hladkými tyčemi, lineárními hřídeli nebo lineárními vodícími kolejnicemi pro vedení.
Tento bod je důležitý: hladké tyče nebo lineární vodicí kolejnice zajišťují vedení, zatímco řemeny zajišťují skutečný hnací pohyb. Tyče nebo kolejnice udržují pohyblivé části na přímé dráze. Pohyb vytváří motor a pásový systém.
Existuje několik důvodů, proč nejsou kuličkové šrouby obvykle preferovány pro osy X/Y běžných 3D tiskáren.
Za prvé, osy X a Y vyžadují vysokou rychlost a časté zrychlování. Tisková hlava během každé vrstvy mnohokrát změní směr. Lehčí převodový systém pomáhá stroji reagovat rychleji. Řemenový převod je lehčí a vhodnější pro tento druh opakovaného-pohybu vysokou rychlostí.
Za druhé, dlouhý kuličkový šroub rotující vysokou rychlostí může být omezen kritickou rychlostí, vibracemi a přesností instalace. Pokud je šroub dlouhý a osa se pohybuje rychle, může šroub generovat hluk, vibrace nebo nežádoucí chyby pohybu, pokud není celá konstrukce navržena velmi pečlivě.
Za třetí, pásy jsou již dostatečné pro mnoho aplikací FDM tisku. U stolních tiskáren, DIY tiskáren a mnoha designů CoreXY nabízejí pásy dobrou rovnováhu mezi rychlostí, cenou a flexibilitou instalace.
Z tohoto důvodu je běžná struktura mnoha 3D tiskáren:
Osy X/Y: hladké tyče nebo lineární vodicí kolejnice pro vedení a pásy pro hnací pohyb.
To je také důvod, proč jsou kuličkové šrouby v aplikacích 3D tiskáren častěji diskutovány pro osu Z než pro osy X nebo Y.
Proč osa Z často používá vodicí šrouby nebo kuličkové šrouby
Osa Z funguje odlišně od os X a Y. Obvykle nepotřebuje rychlý pohyb tam-a{2}}vpřed. Jeho hlavním úkolem je pohybovat lůžkem, plošinou, tiskovou hlavou nebo portálem nahoru a dolů, přičemž výška každé vrstvy zůstává stabilní.
V mnoha 3D tiskárnách osa Z podporuje vyhřívané lůžko, tiskovou platformu, paprsek osy X- nebo dokonce celou konstrukci portálu. Rychlost pohybu je obvykle nízká, ale důležitá je stabilita, nosnost a opakovatelný vertikální pohyb.
To je důvod, proč osa Z často používá tento druh struktury:
hladké tyče nebo lineární vodicí kolejnice pro vedení a vodicí šroub nebo kuličkový šroub pro zdvihový pohyb.
Jak vodicí šrouby, tak kuličkové šrouby převádějí rotační pohyb z motoru na lineární pohyb. Rozdíl je v tom, jak matice a šroub spolupůsobí. Vodící šroub pracuje hlavně s kluzným třením. Kuličkový šroub pracuje s valivým kontaktem prostřednictvím recirkulačních kuliček.
Pro mnoho stolních 3D tiskáren již stačí vodicí šroub T8. U větších tiskáren, těžších lůžek, delšího zdvihu osy Z- nebo náročnějších mechanických systémů může kuličkový šroub zajistit lepší účinnost, plynulejší pohyb a lepší dlouhodobý-výkon.
To je důvod, proč se mnoho uživatelů, kteří hledají kuličkový šroub pro 3D tiskárnu, ve skutečnosti zaměřuje na zvedací konstrukci osy Z-.
Vodicí šroub nebo kuličkový šroub: Co je lepší pro 3D tiskárnu Z Axis?
Volba mezi vodicím šroubem a kuličkovým šroubem by neměla být založena pouze na tom, který z nich vypadá precizněji. Mělo by záviset na skutečné konstrukci stroje, zatížení, pojezdu, ceně a požadavcích na stabilitu.
Vodicí šroub T8, nazývaný také lichoběžníkový vodicí šroub, je běžnou volbou pro mnoho os Z na 3D tiskárnách pro svépomocné použití. Je jednoduchý, cenově dostupný, snadno se instaluje a často má lepší samo-zamykání. U malých stolních tiskáren může vodicí šroub obvykle poskytnout dostatečný výkon pro vertikální pohyb.
Kuličkový šroub má vyšší účinnost přenosu, nižší tření a hladší pohyb. Je vhodnější pro systémy osy Z- s větším zatížením, delším pojezdem nebo vyššími požadavky na stabilitu.
Kuličkové šrouby však také stojí více a vyžadují lepší vyrovnání, správné podpěrné jednotky, vhodné opracování konců a pravidelné mazání.
Níže je uveden jednoduchý průvodce výběrem:
| Aplikační scénář | Vhodnější možnost |
|---|---|
| Malá DIY 3D tiskárna | Vodící šroub T8 |
| Běžná stolní FDM tiskárna | Vodící šroub |
| Nízké-náklady a jednoduchá struktura | Vodící šroub |
| Upgrade střední nebo velké osy Z- | Vodicí šroub nebo kuličkový šroub |
| Zvedání velkého vyhřívaného lůžka | Kulový šroub |
| Zvedání těžkých plošin nebo portálů | Kulový šroub |
| Průmyslová 3D tiskárna | Kulový šroub + lineární vodicí lišta |
| Hybridní stroj CNC a 3D tiskárny | Kulový šroub |
Kuličkový šroub není potřeba pro každou 3D tiskárnu. U malých a lehkých stolních tiskáren to může být více než nutné. Když se však zatížení osy Z- zvětší, posun se prodlouží, platforma se rozšíří nebo se stroj přiblíží k průmyslovému zařízení, výhody kuličkového šroubu nabývají na významu.
ve zkratce:
Vodicí šroub je vhodný pro nízko{0}}nákladové, lehké-zatížení, stolní systémy osy Z-. Kuličkový šroub je vhodnější pro velké-zátěžové, velko-formátové, dlouhé-zdvihy nebo průmyslové systémy osy Z-.
Jak vybrat kuličkový šroub pro 3D tiskárnu Z Axis
Jakmile se rozhodnete, že osa Z potřebuje kuličkový šroub, další otázka nezní jednoduše "který kuličkový šroub je nejlepší?" Lepší otázka je:který kuličkový šroub odpovídá skutečné konstrukci tiskárny?
Při výběru kuličkového šroubu pro osu Z 3D tiskárny jsou nejdůležitějšími faktory průměr, stoupání, typ matice, celková délka, efektivní zdvih a opracování konce.
Vyberte průměr podle zatížení osy Z-
Průměr kuličkového šroubu ovlivňuje tuhost, nosnost a odolnost proti ohybu. Větší průměr obvykle poskytuje lepší tuhost, ale také zvyšuje náklady, hmotnost a požadavky na prostor.
Pro 3D tiskárnu osy Z není vždy lepší zvolit největší šroub. Průměr by měl odpovídat hmotnosti lůžka, velikosti platformy, tuhosti rámu a délce pojezdu.
Obecný odkaz je uveden níže:
| Model s kuličkovým šroubem | Vhodná aplikace |
|---|---|
| 1004 / 1204 | Malá nebo střední osa Z s lehčím zatížením |
| 1605 | Střední až velká 3D tiskárna Osa Z, běžná stabilní varianta |
| 1610 | Struktura osy Z-vyžadující rychlejší vertikální pohyb |
| 2005 / 2010 | Velký-formát, velká-zátěž nebo průmyslová osa Z |
Pro malou DIY tiskárnu už může stačit kuličkový šroub 1204.
Pro střední nebo velkou 3D tiskárnu je kuličkový šroub 1605 často praktickou a vyváženou možností.
U těžkého vyhřívaného lůžka, široké plošiny nebo průmyslového stroje lze uvažovat o rozměrech 2005, 2010 nebo větších.
U mnoha středních a velkých systémů osy Z- 3D tiskáren je kuličkový šroub 1605 běžnou volbou, protože nabízí dobrou rovnováhu mezi tuhostí, ovládáním, cenou a dostupností instalace.
Vyberte svod na základě požadavků na pohyb
Předstih znamená, jak daleko se matice posune, když se šroub otočí o jednu celou otáčku.
Například:
- 1204 kuličkový šroub: průměr 12 mm, stoupání 4 mm
- 1605 kuličkový šroub: průměr 16 mm, stoupání 5 mm
- Kuličkový šroub 1610: průměr 16 mm, stoupání 10 mm
- 2005 kuličkový šroub: průměr 20 mm, stoupání 5 mm
U 3D tiskárny osy Z obvykle není hlavním požadavkem velmi vysoká rychlost. Důležitější je stabilita, ovladatelnost a konzistence vrstev.
Menší vedení poskytuje jemnější pohyb a vyšší mechanické rozlišení. Je lepší pro stabilní zvedání a kontrolovaný vertikální pohyb. Větší vedení umožňuje rychlejší pohyb, ale může vyžadovat větší točivý moment motoru a pečlivější ovládání.
Pro výběr osy Z- je obvykle praktická následující logika:
- 4 mm nebo 5 mm vedení: lepší pro stabilní zvedání osy Z-
- 10 mm vedení: vhodné pro speciální konstrukce, které vyžadují rychlejší vertikální pohyb
Osa Z pro velké-zátěž: Vyhněte se volbě velkého předstihu pouze pro rychlost
Pro většinu aplikací 3D tiskáren s kuličkovými šrouby v ose Z se modely jako 1204, 1605 a 2005 snáze ovládají a lépe odpovídají nízkému-rychlému a stabilnímu pohybu osy Z.
Vyberte typ matice na základě montážního prostoru
Matice kuličkového šroubu musí odpovídat montážní konstrukci tiskárny. V mnoha případech není problémem samotný šroub, ale to, zda lze matici správně nainstalovat.
U systémů osy Z- 3D tiskáren je často nejběžnější volbou přírubová matice. Má montážní otvory a lze jej snadněji připevnit ke zvedací desce, konzole osy Z- nebo konstrukci plošiny.
Mezi běžné typy ořechů patří:
| Typ matice | Vhodné použití |
|---|---|
| Matice příruby | Nejběžnější, snadno se montuje |
| Válcová matice | Kompaktní konstrukce, vyžaduje vlastní držák matic |
| Dvojitá matice | Nižší vůle a vyšší tuhost, vhodné pro průmyslové použití |
Většina běžných 3D tiskáren nepotřebuje dvojitý ořech. Dvojitá matice stojí více a zabírá více místa. Je vhodnější pro vysoce-tuhost, nízkou-vůli nebo průmyslové zdvihací systémy.
U většiny návrhů osy Z- jsou nejdůležitější otázky: Lze matici namontovat pevně? Jsou montážní otvory pohodlné? Je držák matice dostatečně tuhý?
Potvrďte celkovou délku a efektivní zdvih
Při výběru kuličkového šroubu nestačí říct: "Potřebuji šroub 500 mm." Celková délka šroubu není stejná jako použitelný zdvih osy Z-.
Kulový šroub v ose Z-pro 3D tiskárnu musí vzít v úvahu:
- celková délka šroubu
- efektivní mrtvice
- délka závitu
- délka ořechu
- prostor zabraný podpůrnou jednotkou
- prostor zabraný spojkou
- horní a spodní montážní polohy
- skutečný dosah plošiny
Pokud tyto rozměry nejsou předem potvrzeny, šroub může vypadat dostatečně dlouhý, ale po instalaci nosné jednotky, spojky a matice nemusí být skutečná dráha osy Z- dostatečná.
U velkoformátových{0}}tiskáren nebo vlastních 3D tiskáren je lepší nejprve potvrdit maximální zdvih osy Z- od konstrukce stroje a poté určit celkovou délku šroubu a rozměry koncového obrábění.
Tento krok je zvláště důležitý pro vlastní projekty kuličkových šroubů v ose Z-, protože mnoho 3D tiskáren nepoužívá pouze standardní délky šroubů. Kuličkový šroub často musí odpovídat rámu, poloze motoru, nosné jednotce a dostupnému montážnímu prostoru.
Potvrďte ukončení obrábění pro motor a podpůrné jednotky
Koncové obrábění je jedním z nejsnadněji přehlédnutelných detailů při výběru kuličkového šroubu pro osu Z 3D tiskárny. Přímo určuje, zda lze kuličkový šroub nainstalovat do stroje.
Obrobené konce kuličkového šroubu obvykle musí odpovídat:
- krokový motor nebo servomotor
- spojka
- podpůrná jednotka
- ložisko
- pojistná matice
- montážní deska
- Mezi běžné detaily opracování konců kuličkových šroubů patří:
- stupňovité obrábění hřídele
- průměr sedla ložiska
- závitový konec
- drážka pojistného kroužku
- klíčová drážka
- rovný povrch
- zkosení
- zakázkové obrábění délky
Například průměr hřídele motoru, velikost vrtání spojky, model nosné jednotky a vnitřní průměr ložiska ovlivňují rozměry koncového obrábění. I když jsou průměr šroubu a stoupání správné, kuličkový šroub nemusí stále pasovat do stroje, pokud opracované konce neodpovídají spojce motoru, podpěře ložiska nebo montážní konstrukci.
Před objednáním kuličkového šroubu v ose Z- je užitečné ověřit si:
- průměr hřídele motoru
- velikost spojky
- typ podpůrné jednotky
- pevná{0}}koncová a podporovaná-koncová struktura
- koncový obráběcí výkres
- zda je potřeba také držák matic nebo podpůrná jednotka
Pro výrobce zařízení nebo nákupčí šarží je schopnost koncového obrábění velmi důležitá. Kulový šroub osy AZ- se nepoužívá samostatně. Musí spolupracovat s rámem stroje, motorem, opěrnou jednotkou, držákem matic a systémem lineárního vedení.
Kulové šrouby s jednou nebo dvěma osami Z?
Zda použít jeden nebo dva kuličkové šrouby osy Z-, závisí hlavně na šířce platformy, rozložení zatížení a strukturální stabilitě.
U malé tiskárny může stačit jeden šroub v ose Z-, pokud je platforma úzká a náklad je lehký. Tato struktura je jednoduchá, levnější a snadněji se ovládá.
Pro širokou platformu, velké vyhřívané lůžko nebo těžkou portálovou konstrukci mohou kuličkové šrouby se dvěma osami Z poskytnout lepší podporu. Dva šrouby mohou podepřít obě strany pohyblivé konstrukce a snížit naklánění nebo nerovnoměrné zatížení.
Duální Z design však není jen otázkou přidání jednoho šroubu navíc. Klíčovým problémem je synchronizace. Pokud se dva šrouby neposunou k sobě, jedna strana platformy může být vyšší než druhá, což může ovlivnit kvalitu tisku.
Konstrukce se dvěma osami Z- by měla zohledňovat:
- stejný model kuličkového šroubu na obou stranách
- stejná instalační výška na obou stranách
- synchronizované řízení motoru
- v případě potřeby připojení rozvodového řemene
- pevná konstrukce platformy
- lineární vodicí lišty pro lepší vedení
U 3D tiskáren se středním, velkým nebo{0}}zátěžem jsou běžnější kuličkové šrouby se dvěma Z. Pro malou tiskárnu pro kutily je obvykle zbytečné používat pouze dva kuličkové šrouby, aby struktura vypadala pokročilejší.
Závěr: Správný kuličkový šroub osy Z{0}}se hodí ke stroji
Osy X, Y a Z 3D tiskárny mají různé požadavky na pohyb. Osy X a Y jsou zodpovědné především za rychlý rovinný pohyb, takže běžně používají řemeny pro hnací pohyb a hladké tyče nebo lineární vodicí kolejnice pro vedení. Osa Z je zodpovědná za vertikální zvedání a může potřebovat podepřít postel, plošinu nebo portál, takže často používá vodicí šroub nebo kuličkový šroub.
Pro běžné svépomocné 3D tiskárny a stolní FDM tiskárny je vodicí šroub T8 jednoduchý, cenově dostupný a dostačující pro mnoho aplikací zvedání osy Z-.
U středních a velkých 3D tiskáren, těžkých vyhřívaných lůžek, os Z s dlouhým-zdvihem, průmyslových tiskařských zařízení nebo hybridních strojů CNC/3D tiskáren může kuličkový šroub zajistit lepší nosnost, plynulejší pohyb a stabilnější-dlouhodobý provoz.
Při výběru kuličkového šroubu pro 3D tiskárnu osy Z nestačí porovnávat pouze cenu nebo průměr. Správný kuličkový šroub by měl odpovídat skutečné konstrukci stroje.
Vhodná osa Z-kuličkový šroubby měl být vybrán na základě:
- Zatížení osy Z-
- velikost tiskárny
- průměr kuličkového šroubu
- vedení kuličkového šroubu
- typ kuličkové matice
- celková délka a efektivní zdvih
- opracování konců kuličkových šroubů
- podpěrná jednotka kuličkového šroubu a spojka
- lineární vodicí systém
- design s jednou nebo dvěma osami Z-
Pro malou a lehkou tiskárnu pro kutily již může stačit vodicí šroub. Pokud osa Z potřebuje nést těžší plošinu, zajistit plynulejší zvedání nebo pracovat v průmyslovém stroji, stává se vhodnější variantou kuličkový šroub.
Správný kuličkový šroub není vždy ten největší. Je to ten, který odpovídá požadavkům tiskárny na zatížení, zdvih, montážní prostor a pohyb.
Související články:
2.Co jsou lineární kolejnice pro 3D tisk?
3. Jsou lineární vedení skutečně lepší než V-kolečka nebo tyčové systémy pro 3D tiskárny?
4. Lineární kolejnice vs lineární tyče: Který systém pohybu je lepší pro CNC a 3D tiskárny?
E-mail:dlyexport2@dlybearing.com
