Вариант кинематики 3D принтера

0
2

Здравствуйте, коллеги по несчастью по 3D.

Для понимания ситуации маленький экскурс в историю…
В свое время решил купить 3D принтер и через мои руки прошло много различных 3D принтеров с различной кинематикой, от самых дешевых, по 10 тысяч, и до достаточно дорогих, за 250 тысяч рублей.

Это я выбирал, какой купить принтер для нужд своего хобби, но не нашел ни одного, который бы смог удовлетворить мои представления о хорошем принтере с соответствием цена/качество. У всех были какие-либо недостатки с моей точки зрения… но у каждого были и свои достоинства.

В итоге, принял решение не покупать, а разработать и построить свой, с учетом всех слабых и сильных сторон бывших претендентов на покупку, и для удовлетворения моих “хотелок”.

Перед разработкой и постройкой определил следующие ТУ:

  • Объем печати 300х300х300мм
  • Быстрый
  • Точный
  • Бесшумный
  • Всеядный
  • Возможность быстрой модификации
  • Легко повторяемый
  • Недорогой

В результате получился… H-bot.
На рендере вариант первого, воссозданного в “железе”, принтера:

169b5eddbfba4df661c0ff54d9e99ac3.JPG

Долгое время все было хорошо, но в один прекрасный день я осознал, что при таких скоростях, которыми печатаю (свыше 100мм/с), H-bot уже не справляется. Его тупо “заносит” на поворотах и резких изменениях направления печати, ввиду износа шариков в каретках и самих рельс китайских направляющих, а так же из-за особенностей “перекоса” портала в кинематике H- bot и растяжения/сжатия длинного ремня.

H-bot за час переделал в CoreXY, наступив на горло своему перфекционизму… ну, не нравится мне CoreXY пересекающимися и перевернутыми ремнями, т.к. я не стал делать CoreXY в “два этажа”, что тоже мне не нравится, и сделал ремни все в одной плоскости… сама кинематическая схема CoreXY не плохая, но мне не нравится… ну, не нравится и все, переубеждать меня не надо, сейчас речь не об этом.

И так, подхожу к самой сути…

Речь пойдет о моем принтере.
Что было на H-bot – суммарно 8 роликов/шкивов и 3м один ремень на обе оси X и Y.
Что стало на CoreXY – 10 роликов/шкивов и два ремня по 2м, можно сказать на каждую ось.

После перехода на CoreXY, выигрыш в длине ремня очевиден, но проигрыш в количестве роликов…
В сухом остатке – я остался доволен качеством печати на этой кинематике, но недоволен “фэншуем” и мой “внутренний перфекционист” противился сильно.

Независимо от получаемого результата, постоянная модернизация принтера приносит мне удовольствие и все-время с ним что-то экспериментирую. Неожиданно выяснил, что на свободных перемещениях свыше 300мм/с директ-экструдер на голове опять заносит на резких старт/стопах.

Долго думал на тему, как сделать ремни короче для меньшего линейного растяжения/сжатия при старт/стопах печатающего узла и для увеличения точности позиционирования сопла на больших скоростях… надо было что-то менять…

Однажды ночью проснулся, а в голове четко сформированная картинка с новой кинематикой, которую раньше нигде не видел и не встречал, и в распространяемых свободно прошивках поддержки данной кинематической схемы нет… некий симбиоз картезиана и H-bot, такая “кинематическая солянка”… вот она:

01c6a6f815e903079151e4ef0998fc2e.jpeg

Для себя обозвал “CarteXY”

Что получил в итоге…

  • Ось X – уменьшение длины ремня. Стал 1.4м вместо 2м
  • Ось Y – два ремня по 1м, но в данном случае распределенная нагрузка и фактически получается это 1м на ось, а не 2м.
  • Есть одно слабое место – незначительный вектор перекоса портала при движении каретки по оси X. Но этот вектор существенно меньше, чем при кинематике H-bot и легко компенсируется удержанием по оси Y.

В итоге, получил больше 100% запаса по нагрузке на оси Y и порядка 30% увеличения запаса по нагрузке на оси X, считая от предыдущей кинематики, применяемой в принтере.

Если кому-то покажется, что одного двигателя по оси Y мало, то вал полностью выкидывается и на вторую сторону ставится параллельно второй двигатель на ось Y. С этим тоже проблем нет, все легко модернизируется.

Кроме того, можно сделать всю кинематику оси X зеркально и поставить вторую каретку, хоть на этом же рельсе, хоть на втором. Получим две независимые каретки на оси X. Жесткости ремней и мощности, даже одного двигателя на оси Y, с учетом запаса по нагрузке, вполне достаточно чтоб таскать два экструдера, а по оси X, как был один экструдер, так и останется на одном ремне. Второй экструдер – на втором ремне. Это я все говорю в случае моих комплектующих, используемых на принтере.

Изменения в прошивке, необходимые для работы данной схемы кинематики – минимальны. У меня уже это все работает на прошивке Repetier-firmware.

А вот насколько это все имеет право на жизнь и будет ли это востребовано более широко, а не только на моем принтере, хотел бы услышать от вас, уважаемые коллеги. С целью понимать, будет ли такая кинематическая схема востребована и надо ли мне “пинать” разработчиков прошивок для включения в их математику поддержку этого безобразия.

Представляю сей “прожект” на ваш суд и на растерзание.
Хочу услышать мнения тех, кто сам строит принтеры и знаком с механикой.
Буду очень признателен за конструктивную критику и замечания по теме.

Спасибо.

Источник публикации

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ