Cuando se trata de impresión 3D utilizando la tecnología Smooth Overlay Modeling (FDM), existen dos categorías principales de impresoras: cartesianas y CoreXY, esta última dirigida a quienes buscan las velocidades de impresión más rápidas gracias a una tecnología de configuración de cabezales de herramientas más flexible.La menor masa del conjunto de pedalier X/Y significa que también puede moverse más rápido, lo que llevó a los entusiastas de CoreXY FDM a experimentar con fibra de carbono y un video reciente [PrimeSenator] donde la viga X está cortada de un tubo de aluminio y pesa incluso más que su equivalente. .Los tubos de fibra de carbono son más ligeros.
Debido a que las impresoras CoreXY FDM solo se mueven en la dirección Z con respecto a la superficie de impresión, los ejes X/Y están controlados directamente por correas y transmisiones.Esto significa que cuanto más rápido y con mayor precisión pueda mover el cabezal del extrusor a lo largo de las guías lineales, más rápido podrá (en teoría) imprimir.Dejar caer la fibra de carbono más pesada para estas estructuras de aluminio fresado en la impresora Voron Design CoreXY debería significar menos inercia, y las demostraciones iniciales están mostrando resultados positivos.
Lo interesante de esta comunidad de "impresión rápida" es que no solo es la velocidad de impresión sin procesar, sino que las impresoras CoreXY FDM teóricamente las superan en términos de precisión (resolución) y eficiencia (como el volumen de impresión).Todo esto hace que valga la pena considerar estas impresoras la próxima vez que compre una impresora estilo FDM.
Las guías lineales están diseñadas para doblarse hasta la planitud en la que están instaladas.Esto significa que el riel doblará la parte a la que está unido si la parte a la que están unidos no es lo suficientemente rígida.Si eso es suficiente para preocuparme, no lo sé, no he usado guías lineales antes.
Hay algunos usuarios de Voron muy dedicados que sólo utilizan rieles lineales sin ningún otro soporte, por lo que no es el sistema más rígido para ejecutar en una de las máquinas con buenos resultados.
El sistema CoreXY mueve su cabezal en las direcciones X e Y.El eje Z se logra moviendo la plataforma de impresión o el pórtico.La ventaja es que se reduce el movimiento necesario de la cama, ya que los movimientos en el eje Z son siempre pequeños y relativamente poco frecuentes.
Como señaló otro comentarista (más o menos), los rieles lineales ahora comienzan a parecer pesados.Me preguntaba si se podrían fabricar con algo más ligero como el boro.(¿qué puede salir mal?)
De hecho, sospecho que la mejor solución es no separar los manuales del soporte.Mi impresora barata y terrible utiliza un par de varillas de acero como guías y soportes, y dudo que este diseño pueda competir con ella en calidad.(pero definitivamente no precisión y rigidez)
Instalar varillas de acero endurecido en esquinas diagonalmente opuestas puede funcionar, pero no con guías de bolas de recirculación ya preparadas.
En el centro de la pista hay agujeros cortados con chorro de agua abrasivo para reducir el peso.Haga que la parte trasera sea el lado de entrada para que la distribución natural del chorro cree un ligero cono y no haya bordes afilados en la parte delantera para que los limpiaparabrisas de la puerta (si están instalados) no se enganchen ni corten.
Son simplemente acero endurecido.Simplemente muelalos de carburo.Piezas torneadas a partir de pasadores de calibre en acero para rodamientos endurecido 52100.
Imposible ya que el endurecimiento por inducción aplicado durante la fabricación crea tensiones internas en el riel (algunos rieles chinos de aleación de magnesio pueden no estar endurecidos en absoluto para ser mecanizados).gestión……
De hecho, ni siquiera es un soporte adecuado para carriles lineales.Para las barras de acero incrustadas en aluminio, mire los rieles Nadella, esto es básicamente un concepto, pero como el aluminio necesita una sección transversal grande para tener cierta rigidez, son muy pesados.
La empresa alemana FRANKE fabrica carriles de aluminio de 4 lados con canaletas de acero integradas, ligeros y resistentes, por ejemplo:
La rigidez de una viga aumenta con el cuadrado del área.El aluminio es un tercio más ligero y un tercio más resistente.Un pequeño aumento de sección es más que suficiente para compensar la pérdida de resistencia del material.Por lo general, la mitad del peso proporciona una viga un poco más rígida.
Usando una amoladora de superficie, los rieles se pueden reducir a una forma de H con una pared lateral entre los planos de contacto de las bolas (probablemente tengan 4 puntos de contacto, pero se entiende la idea).TIL: También existen perfiles de titanio (aleación): https://www.plymouth.com/products/net-and-near-net-shapes/ pero hay que preguntar el precio.
Luego hubo un problema con Plymouth Tube Company of America jajaja.Después de comprobar con virustotal, todas las pruebas no mostraron problemas, excepto "Yandex Safe Browsing", que, en su opinión, contenía malware.
También creo que los rieles lineales parecen pesados ​​y me encanta la idea de los rieles de acero integrados.Quiero decir, esto es para un 3DP, no para un molinillo: puedes perder mucho peso.¿O usar ruedas de uretano/plástico y andar recto sobre aluminio?
Esperemos que nadie intente construirlo a partir de Be.Hay un comentario interesante en la reseña del vídeo sobre el uso de fibra de carbono.Ahora imagine una máquina de 5 a 6 ejes que pueda enrollarse alrededor de un mandril impreso en 3D en una orientación optimizada.No pude encontrar mucha información sobre el proyecto de bobinado CF... ¿tal vez lo sea?https://www.youtube.com/watch?v=VEGMEFynPKs
No lo he estudiado detenidamente, pero ¿no es la pista lo suficientemente fuerte?¿Realmente necesita algo más que un simple soporte de esquina para fijar pasamanos a los rieles laterales?
Mi primer pensamiento fue volver a reducir el peso a la mitad sacando los triángulos de las esquinas en lugar de los tubos, pero tienes razón...
¿Se requiere tanta rigidez torsional en esta aplicación?Si es así, monte el soporte “dentro” de la esquina, tal vez con los tornillos utilizados para los rieles.
Para su información: este video me resultó útil para conocer las reglas generales para diferentes formas de estructuras: https://youtu.be/cgLnADEfm6E
Creo que si no tienes una fresadora, puedes volverte loco con una perforadora y simplemente perforar agujeros de diferentes tamaños y acercarte bastante a ella.
Esto es, por supuesto, una extraña obsesión (“pero ¿por qué?” nunca es una pregunta válida en HaD), pero se puede optimizar (facilitar) aún más con un algoritmo genético para desarrollar la pieza más eficiente.Es posible que obtenga mejores resultados si utiliza un material sólido y lo deja cortar una vez en el eje X y una vez en el eje Y.
Sé que las técnicas de bioevolución están de moda en este momento, pero yo elegiría los fractales porque parecen más científicos y no se basan en conjeturas repetitivas.… Ahora bien, ¿esto podría ser la vieja escuela como la llamamos, Fractal Punk 90-X?
Creo que el coste de utilizar un material sólido superará con creces cualquier beneficio.Has lijado la mayor parte del material, lo que lo hará mucho más grande.
¿Por qué suponer una transición a acciones duras?Todavía se pueden aplicar interesantes técnicas de optimización a los tubos cuadrados.
Además, en lo que respecta a la optimización de tuberías cuadradas, creo que en realidad obtendrá muy pocos cambios en la calidad.Los triángulos del truss ya son óptimos, los puntos de fijación son tecnológicamente más avanzados.Si traduces esto a una pregunta sobre “qué diseño es mejor para esta aplicación” (como un análisis estructural completo para una impresora 3D o algo así), entonces sí, definitivamente puedes encontrar lugares para reducir el peso.
Un método de optimización más factible es la optimización de la topología.Sólo he jugado con esto en SolidWorks, pero creo que hay complementos para hacerlo con FreeCAD.
Después de ver el vídeo, hay algunos resultados (relativamente) fáciles de lograr que necesitan una mayor optimización (aunque, incluso como propietario de una máquina Core-XY, personalmente no veo ningún interés en esta madriguera de conejo):
- Se movió el riel más cerca del costado para mejorar la rigidez (actualmente experimentará una macrodeflexión de la viga, así como una deflexión del puntal montado en ella)
- Optimización de truss clásica: El diseño de trusses no se ha optimizado, e incluso sin los esfuerzos para implementar herramientas de optimización avanzadas, el diseño de truss es un campo muy desarrollado.Después de leer libros de texto sobre diseño de puentes, probablemente podría reducir el peso en otro tercio sin perder rigidez.
Si bien en la práctica ya es bastante liviano (y parece lo suficientemente rígido como para no afectar notablemente la repetibilidad), no veo el sentido de mejorarlo más, al menos no sin abordar primero el problema del peso del riel (como dicen otras personas).
"Habiendo leído libros de texto sobre diseño de puentes, probablemente podría reducir el peso en otro tercio sin sacrificar la rigidez".
¿Cortar *peso*?Estoy de acuerdo en que probablemente aumentó *fuerza*, pero ¿de dónde vino el peso extra?La mayor parte del metal restante se utiliza para rieles, no para vigas.
Utilice los mismos tornillos de aluminio que utilizan los entusiastas de RC y lije las guías lineales para poder reducir unos gramos.
Ah, y por cierto, en un foro de automóviles hace unos diez años se descubrió que rellenar los umbrales con espuma puede aumentar considerablemente la rigidez de algunos coches (mejorar el manejo, etc.)
Por lo tanto, podría ser una idea intentar usar un tubo de pared delgada muy liviano, tal vez para una placa de montaje soldada, soldada o similar llena de espuma expansiva.
Esto debería ser obvio, pero, por supuesto, desea realizar cualquier tipo de quemado, derretido, calentado, calentado o caliente antes de que se llene la espuma.
La industria aeroespacial es similar a los paneles compuestos alveolares.Cuerpo extremadamente fino de fibra de carbono o aluminio con una típica estructura alveolar de Kevlar en el centro.Muy rígido y muy ligero.
No creo que las tuberías de paredes delgadas sean el camino a seguir.Nunca he sido un gran admirador del CFRP moldeado por inyección (pierde muchas de las ventajas del CFRP UD, que es la larga longitud promedio del filamento que le da tanta resistencia), y el aluminio generalmente no se vende lo suficientemente delgado como para ahorrar. peso significativamente.Me imagino que sería posible molerlo muy fino, pero los golpes podrían impedir que se muele lo suficientemente fino.
Si fuera en esa dirección, tomaría una hoja delgada de CFRP bidireccional de uno de mis sitios favoritos de productos económicos, la cortaría a la medida y la pegaría a una espuma de celda cerrada, tal vez envolviéndola en capas de CFRP o fibra de vidrio. .Esto le dará más rigidez en el movimiento y en los ejes de soporte del cabezal de impresión, y la envoltura le dará suficiente rigidez torsional para soportar cualquier pequeño momento que sobresalga del cabezal de impresión.
Aplaudo el esfuerzo y el ingenio, pero no puedo evitar sentir que es un desperdicio de energía intentar exprimir hasta la última gota de un diseño que no está pensado en absoluto para el futuro.El único camino posible a seguir es la impresión 3D paralela masiva para reducir los tiempos de impresión.Una vez que alguien piratee todos estos diseños, no habrá competencia.
Pero creo que desde un punto de vista estructural probablemente sea un problema mayor: la resistencia de la fibra de carbono se encuentra principalmente en esas fibras largas completamente encapsuladas y las cortas todas para hacerlas más livianas y en realidad no las usas de la misma manera como refuerzo útil. Crear una “tubería” o una armadura CF que se teje donde lo necesita y funciona en la dirección correcta sería bastante impresionante, ya que tienen un enrutador CNC donde pueden tallar un cabezal de extrusión.
Tratar de encontrar un equilibrio entre hacer lo que dices (que es la mejor manera) y adoptar un enfoque simple de bricolaje es uno de los argumentos para utilizar lo que a veces se llama fibra de carbono forjada.Pero creo que se me ocurrió la idea de probar la misma forma básica, sólo que en una aleación de magnesio Zr (o alguna otra aleación de magnesio de muy alta resistencia).Las buenas aleaciones de magnesio tienen una mayor relación resistencia-peso que el aluminio.Todavía no son tan “fuertes” como la fibra de carbono si no recuerdo mal, pero son mucho más rígidos, lo que creo que marcará la diferencia para esta aplicación.
Dudo que sea realmente “más liviano que los tubos de fibra de carbono comparables”; quiero decir, es un tipo de fibra de carbono, más resistente y liviano que materiales como el aluminio.
Usamos algunos tubos CF en un proyecto que era (literalmente) delgado como el papel y mucho más resistente que el equivalente de aluminio, más grueso y pesado, sin importar cuántos orificios de velocidad quisieras agregar.
Creo que es “porque puedo”, “porque se ve genial”, tal vez “porque no puedo permitirme un tubo de CF” o tal vez “porque lo estamos haciendo con un tubo de CF completamente diferente/inapropiado. Compare las normas.
Defina “Más fuerte”: es una palabra muy contextual: ¿realmente busca rigidez, límite elástico, etc.?