3D打印机传动组件对打印精度有什么影响?

liaoying   2016-11-24 14:08:01

3D打印机的步进电机一般是连到同步带,丝杠一类传动组件,来将圆周运动变换为直线运动,以进行相应的工作。

同步带,是一种特殊的皮带,它带齿,可以保证不会打滑,电机怎么转,它就同步地动,所以叫"同步带".本质上还是柔性材料,虽然比起一般皮带来说伸缩性低得多(部分同步带内部还有钢丝),但总归会有些伸缩的,因此同步带传动的机构,带子越长越影响精度。


当然,同步带有个最大的优点就是便宜,而且以3D打印机的精度需求来说,大部分情况下用步带足够了。


它需要配合同步带轮来工作,同步轮的齿距与齿数,决定了导程。


(导程:电机圆周运动360度,机构直线运动的距离.比如同步轮24齿,两齿间2mm,则转一圈的话同步带会走48mm,那么这个同步轮的导程就是48mm)


但如果又要大行程,又要高精度,例如工业级的,那咋办呢?这时就需要丝杠出场了。


丝杠此物,也叫滚珠丝杠,由一根带螺纹的金属棍以及一个滑块组成。一般来说滑块里是滚珠来无间隙地连接滑块与丝杠,以达成圆周运动转直线运动的转换功能,并精确地让滑块与丝杠的圆周运动以确定的关系运动。


丝杠的制造比较复杂,因为它自己需要以极高精度来生产,这样才能保证精度,然后再以焠火之类的热处理技术进行处理,以保证极低磨损率,这样才能让精度保持时间更长,所以这货一般都不便宜。


决定同步带精度的参数,主要就是其伸缩率,越低越好;而决定丝杠精度的,主要就是配合间隙以及寿命,间隙当然越低越好,不过也是越贵;然后寿命也是越长越好,当然也是更贵。


这个传动部分对精度的影响也是比较明显。


其它参数,还有不少细节,比如位置波动等,但这些都是3D打印机里用不上的,还是上面的话,3D打印对精度要求并不敏感。感兴趣的朋友可以看看THK的丝杠精度相关文档:


THK-滚珠丝杠的精度


上面所讲的,主要还是针对COREXY结构的3D打印机,至于Kossel一类的并联臂打印机,还有三层传动,那就是连杆及鱼眼轴承....这两者又是三处耦合,进一步影响精度。


所以在同样的条件下(同样成本,或同样电机+传动机构),并联臂机器的精度以及可靠性是不及COREXY的。

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