主流3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣對比
主流3D打印機(jī)其實(shí)有開源的reprap系列、Ultimaker、printrbot還有曾經(jīng)開源的Makebot系類。作者我主要是從兩方面考慮的:
1)我更多的是考慮結(jié)構(gòu)的代表性,而不是品牌,reprap系列的打印機(jī)基本上是三角形的、而Ultimaker、makebot系類是矩形盒狀、printrbot則是矩形支架狀。
2)我考慮的我們下一步自己DIY打印機(jī)的難度。在精度與組裝難度之間要取得一個(gè)平衡。我也知道3dsystem的機(jī)子精度高,效果好,但是價(jià)錢、組裝等問題都不是我們DIY可以做到的。Rostock結(jié)構(gòu)簡單效果也不錯(cuò),但是其固件調(diào)教需要較高的經(jīng)驗(yàn),同樣不適合我們菜鳥DIY。
因此,基于上述兩個(gè)原因,我就目前主流3d打印機(jī)進(jìn)行對比,當(dāng)然,這個(gè)是我自己的個(gè)人經(jīng)驗(yàn),供大家參考,有不同意見的我非常歡迎大家提出建設(shè)性意見和建議。
三角型結(jié)構(gòu)的代表作
三角形是穩(wěn)定與成本的完美結(jié)合,在我們DIY時(shí)無非就是考慮穩(wěn)定和成本嘛,自然三角形結(jié)構(gòu)是首選,在三角形結(jié)構(gòu)中以reprap系列最為流行,而reprap的分支眾多,現(xiàn)在比較流行的是mendel、huxley和Prusa這三個(gè)分支。其基本特點(diǎn)是機(jī)身側(cè)邊是一個(gè)三角形,三角形底部是放熱床的地方,X軸在兩個(gè)Z軸部件電機(jī)構(gòu)成的平面上活動(dòng),而Z軸則與機(jī)身三角形的垂直中線重合。在打印機(jī)是由于熱床在Y軸上前后移動(dòng)會帶著打印物體也前后移動(dòng),所以需要特別留意打印物體與熱床的粘合度要牢固哦。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:
1)結(jié)構(gòu)簡單,組裝、維修等都較為方便
2)對于絲桿、光軸的切割精度要求不高(兩邊有點(diǎn)多余量不會影響結(jié)構(gòu),因?yàn)閮深^都是開放的。)
3)需要的部件較少
其缺點(diǎn)是:
1)機(jī)體的制作精度較低,通常只能達(dá)到mm級,需要更高的精度需要很大的力氣去調(diào)試的
2)打印時(shí),打印物體隨熱床在Y軸前后移動(dòng)
3)電源、控制板放的位置比較隨意,不好看。
代表機(jī)型:Prusai2,mendel
矩形盒式結(jié)構(gòu)的代表作
這種結(jié)構(gòu)的機(jī)器是目前市面上最為普及的機(jī)型,整個(gè)3d打印的發(fā)展來歷程來看,這種形式的機(jī)器也是發(fā)展較為完整的機(jī)器,商業(yè)化程度最高。Makebot、UltimakerMbot等機(jī)型都是此類的代表。這機(jī)器的特點(diǎn)是熱床移動(dòng)是沿Z軸移動(dòng)的,物體定在熱床上不會有XY軸方向的移動(dòng),所以基本不用擔(dān)心打印物體的在打印過程中出現(xiàn)位移情況。而且由于只需對噴頭做XY軸移動(dòng),減輕噴頭重量就可以條打印速度和打印精度(Ultimaker就是用這樣的思路)。
優(yōu)點(diǎn):
1)打印精度、打印速度較高
2)安裝精度高,因?yàn)椴捎眉す馇懈罴夹g(shù),其精度可以輕松達(dá)到0.1mm
3)電源、電線等可以很好的收藏在機(jī)體內(nèi)
缺點(diǎn):
1)安裝過程較為復(fù)雜、維修也較為困難
2)絲桿、光軸加工精度要高與Prusa
3)整機(jī)成本較高
代表機(jī)型:makebot的Replicator系列Ultimaker系列Mbot系列
矩形桿式結(jié)構(gòu)的代表作
這種結(jié)構(gòu)采用了激光切割技術(shù)機(jī)身組裝精度可以跟盒式結(jié)構(gòu)媲美,又繼承了三角形結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)簡單,其XYZ軸的運(yùn)動(dòng)方式與三角形結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式是一致的,所以也同時(shí)繼承了三角形結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。桿式結(jié)構(gòu)的Z軸步進(jìn)電機(jī)放在機(jī)身的底部,由于桿式結(jié)構(gòu)與工作平臺的接觸面積較小,所以將較重的步進(jìn)電機(jī)放在底部以降低中心。
優(yōu)點(diǎn):
1)結(jié)構(gòu)簡單,組裝、維修等都較為方便
2)安裝精度高,因?yàn)椴捎眉す馇懈罴夹g(shù),其精度可以輕松達(dá)到0.1mm
3)整機(jī)成本較低
缺點(diǎn):
1)打印時(shí),打印物體隨熱床在Y軸前后移動(dòng)
2)電源、控制板放的位置比較隨意,不好看。
代表機(jī)型:Printrbot系列
三角爪式結(jié)構(gòu)的代表作
這種結(jié)構(gòu)是開源3d打印機(jī)的一個(gè)重要分支,其數(shù)學(xué)原理實(shí)際上還是笛卡爾坐標(biāo)系,只是通過三角函數(shù)將XY坐標(biāo)映射到三臺垂直的軸上去,這種結(jié)構(gòu)的有對噴頭的重量有較高的要求,因此通常采用J-head和齒輪式擠出機(jī)的。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械復(fù)雜程度要比傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)簡單很多,但是固件就復(fù)雜多了。現(xiàn)在Marlin固件有一個(gè)專門的分支來控制這類型的3d打印機(jī)。這種結(jié)構(gòu)有一個(gè)很大的不足就是Z軸方向的體積較大(因?yàn)橐菁{爪的長度),構(gòu)建高度20CM的打印機(jī)整體高度可以達(dá)到40-50CM,所以這種結(jié)構(gòu)適合在有固定場所使用。
優(yōu)點(diǎn):
1)打印精度、打印速度較高
2)安裝過程較為簡單、維修也較為簡單
缺點(diǎn):
1)固件調(diào)試復(fù)雜
2)整機(jī)體積較大
代表機(jī)型:Rostock、Rostockmini
舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型結(jié)構(gòu)由于目前屬于一個(gè)較為新興的階段,相關(guān)的開源資料較少。這里就不多作論述。
后記
DIY一臺成本低、精度高的3D打印機(jī)其實(shí)不是一件很復(fù)雜的事情,所需要的知識也不是很復(fù)。所以想DIY的朋友們不需要有太多的擔(dān)心。關(guān)鍵是選對了機(jī)型,有人帶一下很容易就入門了。
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