Nomar记录一段历史
为什么对线性导轨如此兴奋?

每当发布使用线性导轨的 3D 打印机(例如: cetus )时,互联网(嗯……至少是它处理 3D 打印的那个角落)会兴奋不已。

我自己研究了一下这个话题,虽然我知道直线导轨可以为超重型机械制造出非常高的精度,但我无法理解为什么它们相对于经典的直线轴承“默认”被认为是优越的在轴上。

3D 打印是一种轻量级应用,至少 2 个轴的运动不会发生在固体表面上(您可以每隔几厘米用螺栓固定一个线性导轨),而是悬挂在轴的 2 端之间。此外,直线导轨上使用的轴承的内部结构与轴上使用的轴承内部结构基本相同。

cetus 网站在“Quality Linear Rails”标题下说:

自润滑 |免维护 |高精度 |长寿命 |安静

但这 - 根据我的经验 - 也可以说是“轴上的优质直线轴承”,在某些情况下,甚至衬套在 3D 打印机上都能达到高标准。

那么,我错过了什么?

看起来不错,在构建或评估时很容易考虑,因为直线轴承会阻止除一个自由度之外的所有自由度。链接的一定很慢,但它也是人们可以轻松花费的东西(我猜大约 400 美元,含税和运费。如果它工作正常并且在使用后不会变得摇摇欲坠,那也没关系或电子产品或...除了线性轴承之外,打印机肯定还有其他东西:-)
附:这个社区是什么,没有人喜欢投票吗?
这可能是由于它们价格昂贵,以及与过度设计的产品相关的势利。
@Valmond - 我为自己忘记给问题投票而感到内疚,几天前我实际上在回复中感谢 OP 提出了一个精心制定的问题,并且_忘记给它投票_!我不个人认为。我的问题不是特别关于 cetus,而是关于...根据各种评论,它的价格显然是一台很棒的机器。

2个回答

以下是来自多个来源的输入的汇编。

直线导轨通常是机械部件,在设计设备时提供极大的灵活性。

可以以几乎无限的方式设计轨道的轮廓。这反过来又允许:

  • 不同方向上不同程度的刚度(例如,您可能只在给定的平面上有应力,或者您实际上可能希望导轨在一个平面上略微弯曲,但在另一个平面上不弯曲)。
  • 策略性地放置滚轮的表面,例如放置在不太可能被污染的位置,或者将施加最大力的位置。
  • 弯曲的路径,使小车可以沿着不直的线移动。

由于滚子和轴承之间的接触面是平坦的,因此可以使用圆柱体代替球体。这反过来又减少了机械应力和游隙量,增加了使用寿命并允许更大的承载能力等。

直线导轨可以沿其全长锚固,而不是在它们的极端锚固,从而提高其定位精度、刚度和承载能力。

直线导轨可以在预加载时进行加工,从而在使用时实现最大精度,而不是在出厂时。

直线导轨上的轴承只允许移动一个度数。需要两个带有直线轴承/衬套的杆才能达到相同的结果。

综上所述当谈到消费级 FDM 3D 打印机的具体应用时,似乎上述所有内容都不是很相关,也没有赋予打印机在最终打印质量方面的任何真正优势

  • 3D打印所涉及的机械应力非常小,
  • 运动都是沿着直线发生的,
  • 大部分轴不能锚定在一个大而刚体上,
  • ...

另一方面,杆+直线轴承的设计便宜、有效、简单和轻便,所有这些特性都是 3D 打印机非常需要的。

总而言之,似乎没有充分的理由更喜欢线性导轨而不是一般的

尽管如此,可能会有一些特定的设计可以从它们的采用中受益。我假设问题中链接的 Cetus 打印机可能是这样的设计:例如,其轴的悬臂布置非常适合这样一个事实,即单轨锁定除一个方向之外的所有方向的运动,以及 X 的方向导轨可提供最大的抵抗重力作用的刚度。

动态应力不是那么小...
如果将它们与通常使用线性导轨的其他 CNC 机器(如 CNC 刀具和铣床)进行比较。甚至与不起眼的车床相比。但可以肯定的是,在 3D 打印机必须承受的所有机械应力中,这些可能是主要的,而且还差一点! :)

直线导轨将始终产生高度的精度和稳定性,比带有 PTFE 衬套和/或轴承的圆杆更是如此。

人们可能会争论这个事实,但是,即使作为产品开发人员和一个每天都参与机械和机械开发的人,将两者进行比较,我们会看到“显着”改进使用导轨而不是杆,如果在 Z 轴上正确使用打印床 您将拥有一张没有调平问题的床,可以通过一个驱动器与两个驱动器平稳准确地操作。

我还要补充一点,对于普通人来说,让杆完美对齐是一项艰巨的任务,即使是轻微的扭曲或角度位置也会影响最终的打印质量。我见过许多线性杆在视觉上看起来是直的,当以 0.0000 的精度卡入车床主轴时,跳动将达到 0.005 或更多。事实上,我还没有看到一种长度超过 6 英寸的完美同心运动。这告诉我,它们不可能那么准确,虽然它们可能起作用,但永远不会以高度的准确性起作用。

我们是否需要更高的 3D 打印机轴精度?当然,我们可以有质量控制板在一定程度上进行补偿,但是在您选择板和软件的质量之前,机器的机械结构是最重要的。如果您不想看到全部好处,为什么要在便宜的线性棒式打印机上安装 300 美元的运动控制?

随着技术进一步发展到 64 位,最终达到 128 位和更高的精度精度,3D 打印正在翻页,如果还没有能够达到微分辨率精度,并且只有所有组件都能正常工作时才能做到这一点。

可以肯定,您的杆导式打印机可以正常工作。但是,它永远不会像我的带有滚珠丝杠和伺服系统的线性导轨打印机一样好用。你可以有你的分层模糊打印。我将保留由典型桌面甚至无法打印的材料制成的光滑成品注塑件。因此,争辩说没有必要是争辩说低价位市场不接受高质量。

另一个补充在这里。问问自己您的打印机的水平度和方形度如何?我不是在谈论使用木匠的水平仪来检查您的机器,它们的不准确度可能高达每 10 英尺 1/4 英寸。当您可以将打印机的每个方向调整到 0.00005 或更少,并且您的结构与您知道的高质量打印机和打印件一样准确时。

我保证任何售价 \$300-\$1000 的打印机都无法达到这种准确度。普通消费者被最终印刷本身的技术所吸引,他们忽视了所涉及的精确性方面,并学会了满足于更少。那么您也不会期望您的 500 美元打印机与我的 10,000 美元打印机竞争。

底线你得到你所支付的。

你介意添加几段来增加可读性吗?
`随着技术进一步发展到 64 位,最终达到 128 位和更高程度的精确度`——64 或 128 位精度是什么意思? “位”如何发挥作用?到太阳的距离的 $2^{64}$th 是 8 纳米; 64“位”(更不用说128“位”)精度几乎无法实现,它与线性导轨和光滑杆之间的选择有什么关系?
`当您可以将您的打印机床向各个方向拨到 0.00005 或更少,并且您的结构与您所知道的高质量打印机和打印件一样准确时`不......当您拨到 0.00005 毫米时,您就拥有了最考虑到您永远不会以这种分辨率打印任何内容,因此可能会将时间和金钱浪费在无关紧要的事情上。 :)
Bits = Steps = Accuracy .. 1st board was 8 bit..now 16 is norm 步进电机使用微步数 16 32....250(16 是 -1000 打印机的标准 鲑鱼皮、线、绒毛或问题是由于重复而放大的微小问题引起的..就像 2 美元看似无害的塑料管变化如何可以显着改善打印很多倍(聚四氟乙烯管)。请原谅语法,我的垫子在移动,我正在吃东西..干杯
-1 因为这是不可读的

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