(495) 925-0049, ITShop интернет-магазин 229-0436, Учебный Центр 925-0049
  Главная страница Карта сайта Контакты
Поиск
Вход
Регистрация
Рассылки сайта
 
 
 
 
 

Виды 3D принтеров - классификация по кинематической схеме.

Источник: 3dmaker
3dmaker

Для начала определимся с терминами: Кинематическая схема (принципиальная) - это такая схема, на которой показана последовательность передачи движения от двигателя через передаточный механизм к рабочим органам машины (например, шпинделю станка, режущему инструменту, ведущим колёсам автомобиля и др.) и их взаимосвязь.

3D-принтер как устройство, имеющее сложную конструкцию, не может обойтись без схематического описания принципа своей работы. Сама же разработка подразумевает наличие чертежей и определенного принципа реализации конструкции изготавливаемого механизма.

В данной статье речь пойдет не о схеме как таковой, а о принципиальных отличиях некоторых схем, в вопросе реализации точности перемещения печатающего узла над поверхностью изготавливаемого объекта.

Принципиальная схема FDM 3D-принтера

Как видно из приведенного рисунка, изготавливаемый объект должен перемещаться в трех плоскостях: вправо-влево (ось X), вперед-назад (ось  Y) и вверх-вниз (ось Z).

Обратное справедливо и для печатающей головки экструдера, т.е. если объект будет оставаться на месте, а перемещаться начнет только головка, то это не воспрепятствует полноценному процессу построения детали.

Возможны различные варианты, например, когда головка имеет одну степень свободы (поднимается в плоскости Z), а рабочий стол с объектом движется в двух других или на оборот - стол опускается, тогда как экструдер перемещается над ним по осям X и Y.

Вот эти различия кинематической части, реализованные в некоторых распространенных моделях 3D принтеров, и будут приведены в этом обзоре.

Первая и самая многочисленная группа: экструдер перемещается по осям X и Z, а по оси Y перемещается платформа.

XZ-Head, Y-Bed - группа FDM 3D-принтеров

Из наиболее популярных принтеров входящих в это семейство можно назвать Prusa Mendel, PrintrBot, и прочие Rep-Rap-образные конструкции которые легко отличить по внешнему виду.

PrusaMendel

Отличительной их особенностью являются открытая платформа и два треугольных элемента расположенных по бокам.

Это упрощает процесс сборки, но порождает массу проблем, связанных с недостаточной жесткостью несущих элементов каркаса, что приводит к паразитным вибрациям от которых страдает точность печати.

PrintrBot

В конструкцию PrintrBot"а его создателем Бруком Драммом, были внесены некоторые изменения призванные улучшить жесткость несущей рамы. Для этого он отказался от треугольного каркаса и утяжелил основание с одновременным размещением там электронных компонентов.

Это позволило упростить процесс сборки и удешевить конструкцию принтера.

На данный момент разработка данной категории принтеров продолжается и можно надеяться на появление новых моделей выполненных по данной схеме.

Ознакомиться с "Деревом развития" семейства Rep-Rap можно по этой ссылке.

Вторая группа принтеров. В этой группе рабочий стол с печатаемым объектом двигается только вверх или вниз по оси Z, а по осям X,Y двигается печатающая головка экструдера.

XY-Head, Z-Bed - группа FDM 3D-принтеров

Самым ярким представителем этого семейства без сомнения является Makerbot.

MakerBot

Линия развития этих 3D-принтеров началась с Cupcake, затем появился Thing-o-matic, а уже на смену ему пришел всем известный Replicator и Replicator 2.  

Сейчас это наверное если не самая массовая модель 3D принтера, то уж точно одна из них. Об этом можно судить и по количеству клонов изготовленных с использованием компоновки его основных узлов, выпущенных предприимчивыми китайцами.

На нашем сайте вы можете найти такие модели как: Come3D C120N - полный клон Makerbot Thing-o-matic, Wanhao Duplicator 4 Black DH - являющийся копией уже следующего поколения Makerbot Replicator и другие.

Еще одним "долгожителем" из этой группы является Ultimaker.

Ultimaker

Эти принтеры были разработаны немецкой группой инженеров, и быстро завоевали популярность благодаря некоторым удачным конструкторским решениям.

Отличительной особенностью этих моделей является реализация перемещения печатного узла в плоскостях X и Z, при которых направляющие проходят сквозь сам экструдер, и не используется крепления к нему ременной передачи.

За счет этого, появилась возможность увеличения скорости перемещения по данным осям в два-три раза по сравнению с аналогами, без существенной потери качества.

Аналог Ultimaker"a производится китайской фирмой LXMaker и представлен в нашем магазине несколькими моделями. Например: LX Maker Acrilic R1, LX Maker Special Plastic или LX Maker Double Nozzles.

Третья группа. Схема, при которой печатающий узел перемещается по оси X, а рабочий стол - по осям Y и Z, не получила широкого распространения в силу сложной реализации конструкции и отладки устройства.

X-Head, YZ-Bed - группа FDM 3D-принтеров

3D принтер UP!

Поэтому данная группа принтеров совсем небольшая и единственным успешным ее представителем является принтер UP! разработанный компанией PP3DP.

Из многочисленных обзоров и отзывов покупателей данный принтер практически не требует дополнительной настройки перед печатью и при этом имеет высокое качество печатаемых объектов. Единственный его недостаток - это его цена, весьма немалая по сравнению с конкурентами, тем более если эти конкуренты располагаются в Китае.

Остальные модели 3D принтеров разработанных по такой кинематической схеме не получили широкого распостранения, так что можно сказать что модель UP!  безусловно доминирующей в этом сегменте.

Четвертая и последняя группа в данном обзоре стоит особняком, по причине необычности конструкционного исполнения.

Это так называемые Дельта-принтеры. Принтеры, в которых рабочий стол неподвижен, а перемещается только печатающая головка экструдера, приводимая в движение тремя манипуляторами расположенными по окружности называются Delta-printers.

Delta FDM 3D-принтеры

На этом поприще пока никто не добился заметных коммерческих успехов, и пока дело ограничивается лишь прототипами. Возможно, это связано с тем, что не смотря на кажущуюся простоту конструкции, данный тип принтеров весьма сложен в постройке и отладке, а также требует специфичного программного обеспечения для своей работы.

Delta-Printers

Сам по себе, принтер в котором рабочий стол неподвижен, не может по умолчанию называться Дельта-принтером, т.к. его экструдер может иметь привод от трех двигателей, расположенных перпендикулярно друг другу в каждой из плоскостей - X, Y и Z.

Но только в конструкции Дельта-принтера это перемещение реализуется по кинематической схеме дельта-робота, с помощью параллельно установленных по окружности приводов.

Одним из факторов снижающих интерес такой кинематической схеме, может быть и его весьма небольшая область печати, ограниченная тремя пересекающимися полу-окружностями.

Область печати Дельта-принтера

В добавок ко всему, все Дельта-принтеры имеет довольно высокий каркас, из-за наличия длинных рычагов требующих большого свободного хода.

Тем не менее, несмотря на это, у данного класса аппаратов есть и свои неоспоримые преимущества. Это, прежде всего, скорость работы и точность позиционирования при несравнимо меньших энергетических затратах требующихся для перемещения печатающей головки.

Сюда же можно отнести и высокую область печати по вертикали.

Остается только надеяться на новые прорывы в области таких схем конструирования 3D-принтеров, ожидать их более широкого распространения, и появления на рынке коммерческих версий.

_______________________________________________________________________________________________________ 

В данной статье был дан краткий обзор существующих 3D принтеров, реализующих FDM-технологию, классифицированных по кинематической схеме. Обзор ни в коей мере не претендует, на полноту и представление всех известных моделей 3D-принтеров, использующих приведенные выше схемы.

Множество моделей 3D-принтеров могло остаться не включенными в данный обзор, что не является умышленным действием, и объясняется лишь неравномерностью представления информации о них в открытых источниках.

Ссылки по теме


 Распечатать »
 Правила публикации »
  Обсудить материал в конференции Дискуссии и обсуждения общего плана »
Написать редактору 
 Рекомендовать » Дата публикации: 30.04.2014 
 

Магазин программного обеспечения   WWW.ITSHOP.RU
Allround Automation PL/SQL Developer Single user license
CorelDRAW Graphics Suite 2017 Small Business Edition. Коробка. Русский.
Антивирус ESET NOD32 SMALL Business Pack renewal for 10 user. Электронный ключ
IBM DOMINO ENTERPRISE CLIENT ACCESS LICENSE AUTHORIZED USER LICENSE + SW SUBSCRIPTION & SUPPORT 12 MONTHS
SAP Crystal Server 2011 WIN INTL 5 CAL License
 
Другие предложения...
 
Курсы обучения   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
Магазин сертификационных экзаменов   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
3D Принтеры | 3D Печать   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
Новости по теме
 
Рассылки Subscribe.ru
Информационные технологии: CASE, RAD, ERP, OLAP
Программирование на Visual Basic/Visual Studio и ASP/ASP.NET
Windows и Office: новости и советы
 
Статьи по теме
 
 



    
rambler's top100 Rambler's Top100