近年来,随着高速打印技术的不断发展,CoreXY作为一种并联传动运动系统,逐渐成为高速打印3D打印机的首选。本文将CoreXY结构的运动原理以及CoreXY结构和i3结构的简单对比出发,分析CoreXY结构之所以更加适合高速打印的原因。
CoreXY是一种并联的传动结构,其核心原理是通过两个独立的电机分别控制打印头在X轴和Y轴上的移动。左右两个电机同向的时候,往X轴移动,两个电机反向的时候往Y轴移动。两个电机的同时作用,力量比单个电机控制一轴来得要稳定,还能减少了XY平台上面一个电机的重量。
I3结构采用串联传动系统,一个电机控制打印头在X轴和Y轴上的移动。打印床沿Y轴移动,打印头则沿X轴移动。
相比之下,CoreXY结构由于并联传动的特点能够更加灵活地实现复杂路径的运动,同时,其独立的电机操作使得加速度和减速度更高。而I3结构由于采用串联传动,在高速运动时会受到一些限制,且对于频繁改变速度和方向的指令反应相对较慢。因此,CoreXY在高速打印中更具优势。
CoreXY结构在高速打印机中的优势:
1、速度:由于CoreXY3D打印机的电机是固定的,运动时不需要携带电机的重量以减轻负载,因此可以实现更快的速度。这一优势有助于3D打印机在更短的时间实现更大的打印量。而I3结构的X轴和Y轴的运动都受制于同一个电机,一个电机需要同时驱动两个轴,这在一定程度上限制了打印机实现高速运动。
2、较少的振动和摩擦:由于两个电机的相对独立运动,CoreXY结构减少了振动和摩擦的影响。这有助于保持高速运动时的稳定性,减少因振动引起的打印质量问题。
3、由于Z轴缓慢下降,打印品的位移较慢,减少晃动的可能性,因此打印稳定性高。
与此相对比,I3采用单一传动结构,其打印头在X和Y轴上的移动由单一电机控制。这种结构在一些场景下可能不如CoreXY适合高速打印,原因如下:
1.串联结构限制速度:单一传动结构意味着X和Y轴的运动受制于同一个电机。在高速打印时,由于电机需要同时驱动两个轴,可能会受到速度限制。
2.惯性负担较大:由于I3结构需要携带更多的电机和运动部件,打印头的惯性负担相对较大。这可能导致在快速变换速度和方向时反应不够灵敏。
3.振动和摩擦影响:由于I3结构的运动构造,振动和摩擦可能更容易影响到打印头,从而影响打印质量。
4. 由于I3的Y轴移动为热床整体运动,其质量和惯性较大,因而导致加速度相对较小,一般仅为8000mm/s²。相较之下,CoreXY结构能够实现更高的加速度,通常可达20000mm/s²。同时,由于质量较大,I3结构的皮带在运动中承受的拉力更大,因此在耐用性方面相对较差。此外,Y轴移动时,打印品会随之来回摆动,进而降低打印质量,特别是打印到较高位置时此种情况更为显著。由于打印质量和加速度的限制,在实际打印过程中,将I3结构的打印速度控制在150mm/s以下较为合适。
综合对比CoreXY和I3两种结构的特点,CoreXY结构在高速打印方面具有明显的优势。其独立的电机操作、高效的运动控制以及对复杂路径的出色适应能力,使得CoreXY在追求高速和高精度的3D打印中脱颖而出。正因如此,当前越来越多的3D打印机制造厂商纷纷选择生产CoreXY3D打印机,以更好地满足市场对高速打印的需求。这一趋势预示着CoreXY结构将在未来高速打印领域继续发挥导向作用,推动整个行业迈向更加高效、创新的发展阶段。
来源:俩棵树
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