3d打印机um结构详解

3d打印机um结构详解

首页办公设备打印机更新时间:2023-05-06 11:51:59

3d打印机um结构详解

3D打印其实并不是什么新鲜事物,3D打印技术早在上世纪八十年代就已经出现,与传统的通过切割、铣削的方式进行加工的减材制造不同,3D打印是将可以快速塑形的材料通过逐层堆积的方式,制造出所需物体的增材制造。目前常见的3D打印机主要分为FMD熔融沉积式和SLA光固化式。虽然光固化打印速度更快,精度更高,但整体成本比较大。所以我们来重点了解一下FDM 3D打印机

FDM 3D打印机根据结构的不同可以细分好几个类别,简单了解一下各个结构的优缺点。

首先是最常见的Prusa I3结构。I3最突出的特点就是结构节约,成本较低,装配零件精度要求不高。主体为一个矩形龙门架,负责打印头Z轴与X轴方向的移动,另一部分为打印平台,同时也负责着Y轴方向的移动。由于其打印平台需要在Y轴方向上进行移动,导致了I3结构空间利用率不高,而且在打印过程中花轴惯性较大,影响打印速度和精度,所以I3结构适合新手入门。

如果我们把I3的两个z轴支架砍掉一个,就得到了Printbot的悬臂结构。这种结构不仅完美继承了I3的全部缺点,还在其基础上青出于蓝,引入了悬臂心电等新的问题,不要轻易尝试。

Makerbot与I3结构不同的是,打印平台只需要通过四杆电机沿c轴上下移动,两个电机通过同步带分别控制打印头的x y轴向的运动。MB结构解决了I3结构打印平台大范围移动的痛点,打印速度、精度也有所提高。但还是存在一些问题,MB结构x轴电机只负责驱动打印头沿x轴方向移动,而y轴电机需要带着喷头和整个x轴结构运动,导致y轴惯性较大,同时导致x、y两轴负载不一致,难以实现高精、高速打印。

Hbot和corexy结构比较类似。与MB和I3的单个电机控制单个方向不同,这两种结构的运转方式是通过xy电机的协同运作,让打印头在各个方向上进行移动,所以又称为双臂并联结构。Hbot与corexy的主要区别是滑块的安装和皮带的缠绕方式不同。

双臂并联结构的打印机电机位置始终固定,一般也都是远程送料,所以运动部分惯性很小,可以做到比较高的打印速度和精度。就像上面说的那样,双臂并联结构XY轴全部使用皮带传动,而且皮带的长度也比较长,整体精度受皮带弹性形变的影响较大,所以需要选用更粗、更宽的皮带,日常使用时也要注意维护。

三角洲结构相比较其他结构占地面积更小,结构也相对简单。由于其结构的关系,打印速度更快,传动效率更高。虽然三角洲的占地面积较小,但是由于Z轴需要给三个并联臂留出移动空间,导致其Z轴空间利用率不高,同时三角洲结构的机器调平较为困难。

最后压轴出场的就是Ultimaker结构,UM结构使用两个电机独立驱动XY轴的运动,两根光轴十字交叉的传动方式,使得XY轴负荷完全相同。UM结构主要运动部分只有两根光轴和一个喷头,高速运动时惯性较小,配合远程送料可以做到较高的速度和精度。缺点就是结构较为复杂,组装精度要求高,成本也比较高。

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