Когда дело доходит до 3D-печати с использованием технологии Smooth Overlay Modeling (FDM), существует две основные категории принтеров: декартовы и CoreXY, причем последний предназначен для тех, кто ищет самую высокую скорость печати благодаря более гибкой технологии конфигурации головки инструмента.Меньшая масса узла каретки X/Y означает, что он также может двигаться быстрее, что побуждает энтузиастов CoreXY FDM экспериментировать с углеродным волокном и недавним видео [PrimeSenator], где X-образная балка вырезана из алюминиевой трубки и весит даже больше, чем сопоставимо. .Карбоновые трубки легче.
Поскольку принтеры CoreXY FDM перемещаются только в направлении Z относительно поверхности печати, оси X/Y напрямую управляются ремнями и приводами.Это означает, что чем быстрее и точнее вы сможете перемещать головку экструдера по линейным направляющим, тем быстрее вы сможете (теоретически) печатать.Отказ от более тяжелого углеродного волокна для этих фрезерованных алюминиевых конструкций на принтере Voron Design CoreXY должен означать меньшую инерцию, и первые демонстрации показывают положительные результаты.
Что интересно в этом сообществе «быстрой печати», так это то, что принтеры CoreXY FDM теоретически превосходят их не только по скорости печати, но и по точности (разрешению) и эффективности (например, по объему печати).Все это делает эти принтеры достойными внимания, когда вы в следующий раз купите принтер в стиле FDM.
Линейные направляющие предназначены для изгиба до той плоскости, в которой они установлены.Это означает, что рельс согнет ту часть, к которой он прикреплен, если деталь, к которой он прикреплен, недостаточно жесткая.Если этого достаточно, чтобы меня беспокоить, то я не знаю, я раньше не использовал линейные направляющие.
Есть некоторые очень преданные пользователи Voron, которые используют только линейные направляющие без какой-либо другой поддержки, поэтому это не самая жесткая система для работы на одной из машин с хорошими результатами.
Система CoreXY перемещает голову в направлениях X и Y.Ось Z достигается за счет перемещения печатной платформы или портала.Преимущество состоит в том, что необходимое перемещение станины уменьшается, поскольку перемещения по оси Z всегда небольшие и относительно нечастые.
Как заметил другой комментатор (вроде как), линейные рельсы теперь начинают выглядеть тяжелыми.Мне было интересно, можно ли их сделать из чего-то более легкого, например бора?(что может пойти не так?)
На самом деле, я подозреваю, что лучшее решение — не отделять мануалы от поддержки.В моем дешевом и ужасном принтере в качестве направляющих и опор используется пара стальных стержней, и я сомневаюсь, что эта конструкция сможет конкурировать с ним по качеству.(но точно не точность и жесткость)
Установка стержней из закаленной стали в диагонально противоположных углах может сработать, но не с готовыми шариковыми направляющими с рециркуляцией.
В середине гусеницы для уменьшения веса имеются отверстия, прорезанные абразивной струей воды.Заднюю сторону сделайте стороной впуска, чтобы естественное распространение струи создавало небольшой конус и не было острых кромок на передней стороне, чтобы дворники на заслонке (если установлены) не зацеплялись и не резали.
Они просто закаленная сталь.Просто выточите их из твердого сплава.Точеные детали из калибрующих штифтов из закаленной подшипниковой стали 52100.
Это невозможно, так как индукционная закалка, примененная при изготовлении, создает внутренние напряжения в рельсе (некоторые китайские рельсы из магниевого сплава вообще не подвергаются закалке для механической обработки).управление……
По сути, это даже не полноценная опора для линейных рельсов.Что касается стальных стержней, встроенных в алюминий, посмотрите на рельсы Nadella, это, по сути, концепция, но, поскольку для обеспечения некоторой жесткости алюминию требуется большое поперечное сечение, они очень тяжелые.
Немецкая компания FRANKE производит 4-сторонние алюминиевые рельсы со встроенными стальными дорожками качения – легкие и прочные, например:
Жесткость балки увеличивается с увеличением площади площади.Алюминий на треть легче и на треть прочнее.Небольшого увеличения сечения более чем достаточно, чтобы компенсировать потерю прочности материала.Обычно половина веса дает немного более жесткую балку.
С помощью плоскошлифовальной машины рельсы можно привести к Н-образной форме с перемычкой боковин между плоскостями контакта шариков (вероятно, у них 4-точечный контакт, но вы поняли).TIL: Также существуют профили из титана (сплава): https://www.plymouth.com/products/net-and-near-net-shapes/, но вам придется узнать цену.
Потом возникла проблема с Plymouth Tube Company of America, лол.После проверки вирустоталом все тесты не выявили проблем, кроме «Безопасного просмотра Яндекса», который, по его мнению, содержал вредоносное ПО.
Мне также кажется, что линейные рельсы выглядят тяжелыми, и мне нравится идея интегрированных стальных рельсов.Я имею в виду, это для 3DP, а не для гриндера – можно сильно похудеть.Или использовать уретановые/пластиковые колеса и ездить прямо по алюминию?
Будем надеяться, что никто не попытается построить его из Be.В видеообзоре есть интересный комментарий по поводу использования углепластика.Теперь представьте себе 5-6-осевой станок, который может оборачиваться вокруг напечатанной на 3D-принтере оправки в оптимизированной ориентации.Не удалось найти много информации о проекте намотки CF… может быть, это так?https://www.youtube.com/watch?v=VEGMEFynPKs
Не внимательно изучил, но неужели сама трасса недостаточно прочная?Вам действительно нужно нечто большее, чем просто угловой кронштейн для крепления поручней к боковым направляющим?
Моей первой мыслью было снова уменьшить вес вдвое, вывернув из углов треугольники, а не из трубок, но вы правы…
Требуется ли такая большая жесткость на кручение в этом приложении?В этом случае закрепите кронштейн «внутри» угла, возможно, с помощью винтов, используемых для направляющих.
К вашему сведению: это видео оказалось полезным для практических правил для структур различной формы: https://youtu.be/cgLnADEFm6E
Я думаю, что если у вас нет фрезерного станка, вы можете сходить с ума от сверлильного станка и просто просверлить отверстия разного размера и подобраться довольно близко к нему.
Это, конечно, странная навязчивая идея («но почему?» никогда не является действительным вопросом в HaD), но ее можно дополнительно оптимизировать (облегчить) с помощью генетического алгоритма для разработки наиболее эффективной части.У вас могут быть лучшие результаты, если вы используете твердый материал и позволяете ему резать один раз по оси X и один раз по оси Y.
Я знаю, что методы биоэволюции сейчас в моде, но я бы выбрал фракталы, потому что они выглядят более научными и не основаны на повторяющихся догадках.… Может быть, это старая школа, как мы ее называем, Fractal Punk 90-X?
Я думаю, что стоимость использования твердого материала намного перевесит любые преимущества.Вы отшлифовали большую часть материала, в результате чего он станет намного больше.
Зачем предполагать переход к твердым акциям?К квадратным трубам все еще можно применять интересные методы оптимизации.
Кроме того, что касается оптимизации квадратных труб, я думаю, что на самом деле вы получите очень небольшое изменение качества.Треугольники в ферме уже оптимальны, места крепления более технологичны.Если перевести это на вопрос «какой дизайн лучше всего подходит для этого приложения» (например, полный структурный анализ 3D-принтера или что-то в этом роде), то да, вы определенно можете найти места, где можно снизить вес.
Более достижимым методом оптимизации является оптимизация топологии.Я пробовал это только в SolidWorks, но думаю, что для FreeCAD есть плагины.
После просмотра видео есть некоторые (относительно) легко достижимые результаты, требующие дальнейшей оптимизации (хотя, даже будучи владельцем машины Core-XY, я лично не вижу интереса к этой кроличьей норе):
- Перемещена рейка ближе к стороне для большей жесткости (в настоящее время она испытывает макропрогиб балки, а также прогиб установленной на ней стойки)
- Классическая оптимизация ферм: конструкция ферменных ферм не была оптимизирована, и даже без усилий по внедрению передовых инструментов оптимизации проектирование ферм является очень развитой областью.Прочитав учебники по проектированию мостов, он, вероятно, смог бы уменьшить вес еще на треть, не потеряв при этом жесткости.
Хотя на практике он уже довольно легкий (и кажется достаточно жестким, чтобы заметно не влиять на повторяемость), я не вижу смысла в его дальнейшем улучшении, по крайней мере, без предварительного решения проблемы веса рельсов (как говорят другие).
«Прочитав учебники по проектированию мостов, он, вероятно, смог бы снизить вес еще на треть, не жертвуя при этом жесткостью».
Сбросить *вес*?Я согласен, что он, вероятно, увеличил *силу*, но откуда взялся лишний вес?Большая часть оставшегося металла идет на рельсы, а не на фермы.
Используйте те же алюминиевые винты, которые используют энтузиасты RC, и отшлифуйте линейные направляющие, чтобы можно было сбросить несколько граммов.
Да, и кстати, на автомобильном форуме лет десять назад было обнаружено, что заполнение порогов пеной позволяет значительно повысить жесткость некоторых автомобилей (улучшить управляемость и т. д.).
Поэтому может быть хорошей идеей попробовать использовать очень легкую тонкостенную трубку, возможно, для паяной, паяной, паяной или аналогичной монтажной пластины, заполненной расширяющейся пеной.
Это должно быть очевидно, но, конечно, вы хотите выполнять любые виды сжигания, плавления, нагревания, нагревания и горячего до того, как пена заполнится.
Аэрокосмическая промышленность аналогична сотовым композитным панелям.Чрезвычайно тонкий корпус из углеродного волокна или алюминия с типичной сотовой структурой из кевлара посередине.Очень жесткий и очень легкий.
Я не думаю, что тонкостенные трубы – лучший вариант.Я никогда не был большим поклонником углепластика, полученного литьем под давлением (он теряет многие преимущества углепластика UD, который представляет собой большую среднюю длину нити, которая придает ему такую ​​большую прочность), а алюминий обычно не продается достаточно тонким, чтобы сэкономить. весят значительно.Я полагаю, что его можно было бы измельчить очень мелко, но стук может помешать достаточно тонкому измельчению.
Если бы я шел в этом направлении, я бы взял тонкий лист двунаправленного углепластика с одного из моих любимых сайтов, посвященных бюджетной продукции, вырезал его по размеру и приклеил к пенопласту с закрытыми порами, возможно, обернув его слоями углепластика или стекловолокна. .Это придаст ей большую жесткость при движении и опорных валах печатающей головки, а обертка придаст ей достаточную жесткость на скручивание, чтобы выдерживать любые небольшие моменты выступания печатающей головки.
Я аплодирую усилиям и изобретательности, но не могу не чувствовать, что попытка выжать все до последней капли из дизайна, который вообще не рассчитан на будущее, — это пустая трата энергии.Единственный возможный путь вперед — это массовая параллельная 3D-печать для сокращения времени печати.Как только кто-то взломает все эти конструкции, конкуренции не будет.
Но я думаю, что с структурной точки зрения это, вероятно, более серьезная проблема – прочность углеродного волокна в основном заключается в этих длинных, полностью инкапсулированных волокнах, и вы разрезаете их все, чтобы сделать его легче, и на самом деле вы не используете тот же самый способ для полезного армирования – теперь Создание «трубы» или фермы из CF, которая будет переплетаться там, где вам это нужно, и работать в правильном направлении, было бы весьма впечатляюще, поскольку у них есть фрезерный станок с ЧПУ, на котором они могут вырезать экструзионную головку.
Попытка найти компромисс между тем, что вы говорите (и это лучший способ), и простым подходом «сделай сам» — один из аргументов в пользу использования того, что иногда называют кованым углеродным волокном.Но мне кажется, у меня возникла идея попробовать ту же базовую форму, только из магниевого сплава Zr (или другого действительно высокопрочного магниевого сплава).Хорошие магниевые сплавы имеют более высокое соотношение прочности и веса, чем алюминий.Если я правильно помню, они все еще не такие «прочные», как углеродное волокно, но они намного жестче, что, я думаю, будет иметь значение для этого применения.
Я сомневаюсь, что она действительно «легче, чем аналогичная трубка из углеродного волокна» — я имею в виду, что это разновидность углеродного волокна, более прочная и легкая, чем такие материалы, как алюминий.
Мы использовали несколько трубок CF в проекте, который был (буквально) тонким, как бумага, и был намного прочнее, чем более толстый и тяжелый алюминиевый эквивалент, независимо от того, сколько отверстий для скорости вы хотели добавить.
Я думаю, что это либо «потому что я могу», «потому что это выглядит круто», может быть, «потому что я не могу позволить себе трубку CF», либо, может быть, «потому что мы делаем это с совершенно другой/неподходящей трубкой CF. Сравните нормы.
Дайте определение «Сильнее» — это слово настолько контекстуально, действительно ли вы стремитесь к жесткости, пределу текучести и т. д.?