Vergleich von 3D-Drucker-Bauplattformen: Bed Slinger, Bed Updown und Standby

Wenn wir über 3D-Werkzeugtechnologie sprechen, sind 3D-Drucker heute günstiger als je zuvor. Die Verbesserung von 3D-Druckern hat Branchen weltweit drastisch verändert. Auch der 3D-Druck für Verbraucher erreicht ein neues Niveau, da 3D-Drucker auf dem Markt immer benutzerfreundlicher und kompakter werden.

Von Adrian Bowyer eingeführter FDM/FFF-3D-Drucker für Verbraucher aus der Reprap-Community.

Die erste Designimplementierung ist eine mechanische Auf-Ab-Bauplattform, die die Plattform entlang der Z-Achse bewegt (Reprap v1), und das zweite Design (Reprap v2) verwendet Bed Slinger (Bettbewegung entlang der Y-Achse). Das andere mechanische Design ist der Delta 3D-Drucker ohne Bewegung der Bettplattform.

Diese Arten von 3D-Druckern sind bereits seit mehreren Jahren auf dem Markt. Die Bauplattform oder, wie wir sie normalerweise nennen, Bettplattform, ist einer der wichtigsten Teile, um sicherzustellen, dass der 3D-Druckprozess reibungslos abläuft und gute Drucksachen produziert.

Hier sind einige Vor- und Nachteile in Bezug auf das mechanische Bewegungsdesign der Bettplattform im 3D-Drucker:

1.Kartesische XY-Kopf- und Z-Bettbewegung

Dieses Design ist das grundlegende mechanische Modell für viele 3D-Drucker, die zuerst auf den Markt kamen. Beliebte 3D-Druckermarken wie Makerbot, Ultimaker oder die neuesten Core-XY-Drucker verwenden dieses mechanische System in ihren Geräten.

• Die Masse des eingebauten Druckmodells bewegt sich nur entlang der Z-Achse, wodurch sich der leichtere Druckkopf entlang der XY-Achse bewegt. Dadurch sind höhere Druckgeschwindigkeiten möglich.
• Die Konstruktion lässt sich bei den meisten Modellen dank des kubischen Rahmens leicht einschließen. So kann der Drucker im Vergleich zu einem offenen Rahmen meist mehrere Materialien verarbeiten. Für dieses Druckermodell werden normalerweise Filamente wie ABS, ASA, PA-Nylon und PC-Filament verwendet.
• Wartung und Modifikation sind bei diesem Designtyp ziemlich schwierig.
• Durch eine Bewegung nur auf der Z-Achse wird das Ghosting-Problem auf der Oberfläche deutlich reduziert. Das Oberflächenproblem, das auftreten kann, ist Z-Banding.
• Aufgrund des Materialeinsatzes für einen vollkubischen Rahmen ist dieses Modell teurer.
• Die manuelle Einstellung der Bettplattform ist etwas mühsam, da der Zugang zur Rückseite des Druckers nicht einfach ist.
• Das Heizbett bezieht etwa 70 % Strom aus der Stromversorgung des Druckers. Daher ist das Stromkabel des Heizbetts normalerweise dick und hat eine begrenzte Biegeeigenschaft. In dieser Situation ist eine geringere Biegebewegung des Kabels besser, um Schäden zu vermeiden.

2. Kartesischer XZ-Kopf, Y-Bettbewegung (Bed-Slinger)

Dieses Designmodell ist in zwei Unterstile unterteilt: den Standard-Prusa-Mendel-Stil mit 2 Z-Achsen und den Cantilever-Stil mit nur einer Z-Achse. Seit Prusa aus diesem Modell hervorgegangen ist, erfreuen sich günstige 3D-Drucker für den Privatgebrauch bei Bastlern und Heimanwendern großer Beliebtheit.

• Dieser 3D-Druckertyp ist einfach und günstig zu bauen, zu modifizieren und zu warten. Der SUNLU T3 3D-Drucker beispielsweise bietet viele Funktionen zu einem sehr günstigen Preis.
• Optisch gute und verständliche Kinematikansicht, sodass der 3D-Druckvorgang leicht überprüft werden kann. Aufgrund der Bettbewegung ist die Zeitrafferaufnahme jedoch sehr schlecht.
• Der Rahmen ist kompakt, leichter und lässt sich leicht hin und her bewegen, beeinträchtigt jedoch das robuste und starre Design. Ja, es wirkt sich auf die Druckqualität aus, wenn es nicht richtig zusammengebaut wird.
• Die Druckqualität ist bei gleicher Geschwindigkeit und Beschleunigung theoretisch schlechter als bei einem schweren Druckbett, was zu Ghosting-Problemen führt)
• Das Problem des Z-Wobble tritt auch eher auf, da ein Bett mit einem stark gedruckten Modell geliefert wird, das sich auch entlang der Y-Achse bewegt.
• Sehr große Bauplatten sind für dieses Design nicht empfehlenswert. Die größte auf dem Markt ist 500 x 500 mm groß und verursacht viele Probleme aufgrund des schweren Betts und des gedruckten Modells, das sich vor und zurück bewegt.
• Ein weiteres Problem stellt das Stromkabel des Heizbetts dar. Das Kabel muss fest im beweglichen Bett verankert und gesichert sein, da es sich während des Druckvorgangs ständig bewegt.
• Das Design des Rahmens ist zu 99 % offen und die einzige Möglichkeit, ihn einzuschließen, besteht darin, den Drucker in eine große Box zu stellen, die größer ist als die Abmessungen des Druckers. Da es sich um ein offenes Rahmendesign handelt, sind die Materialdrucke auf PLA, PETG und TPU beschränkt. Das Material muss außerdem von guter Qualität sein, wie z. B. Sunlu-Filament, da die Druck- und Betttemperatur aufgrund der Umgebungstemperatur nicht konstant ist.

3.Delta Style XYZ-Kopf, keine Bettbewegung

Ein ganz anderer Ansatz zur Kopfbewegung ist die Verwendung der Delta-Style-Kinematik für 3D-Drucker.

• Die Baugröße ist unbegrenzt, aber die Formen reduzieren sich auf Kreise.
• Das gedruckte Modell bewegt sich überhaupt nicht, sodass die Druckgeschwindigkeit maximal ausgeschöpft werden kann.
• Das mechanische Delta besteht aus einer Dreipunkt-Auf-Ab-Bewegung der Z-Achse, die mit dem Affektor des Druckerkopfes verbunden ist. Daher gibt es keine Z-Banding- und Z-Wackelprobleme.
• Das einzige, was bei diesem Drucker Anlass zur Sorge gibt, ist die Belastung der CPU-Verarbeitung aufgrund der komplizierteren Kinematik (32-Bit-CPU für schnelle Druckgeschwindigkeiten und reaktionsschnelle Steuerung erforderlich).
• Die Fehlerursache für diesen Drucker lässt sich nicht einfach ermitteln, die Fehlerbehebung nimmt daher mehr Zeit in Anspruch.
• Die Genauigkeit in der Mitte ist besser als bei anderen Typen und das Drucken eines Kreismodells kann perfekt erreicht werden.
• Da es überhaupt keine Bewegung des Betts gibt, können schwere Materialien wie Keramik oder sogar flüssiger Zement im 3D-Druckverfahren gedruckt werden.

Es gibt ein weiteres ungewöhnliches Design, nämlich den Polar Style X Head mit Rotationsbettbewegung. Dieser 3D-Drucker ist nicht beliebt und wurde erst 2015 von Polar3D hergestellt. Das einzigartige Design dieses Druckers ist die Bettbewegung, die sich zusammen mit der Motordrehung kreisförmig dreht. Warum ist das nicht effektiv? Wie wir wissen, sind die Einschränkungen im Motorschrittwinkel und der Baugröße dieses Druckers sehr begrenzt. Obwohl die Kreisbewegung weniger Bewegung ist, kann sie dennoch ein Problem wie Z-Banding verursachen, da nur eine einzige Z-Achse verwendet wird. Ein beheiztes Bett ist ebenfalls schwierig zu implementieren, da sich das Kabel entlang der Mittelstangenachse verdreht.

Darüber hinaus können im 3D-Druck auch vier Arten von Bettroboter-Technologien implementiert werden. Das bedeutet, dass das Bett überall und in jeder Größe innerhalb der Reichweite von Roboterarmen sein kann oder dass es überhaupt kein festes Bett geben muss. Natürlich ist diese Anwendung des 3D-Drucks nicht für den Gebrauch durch Verbraucher bestimmt.

Verschiedene Bettbewegungen wirken sich auf die 3D-Druckqualität aus, aber in der Praxis können glatte 3D-Druckergebnisse auch mit einem einfachen, billigen kartesischen Bettschleuder mit einer einzigen Z-Achse erzielt werden. Mithilfe von Good Print Settings, elektrischen Sensoren und erweiterter Firmware kann die Qualität von 3D-gedruckten Modellen verbessert werden.

GESCHRIEBEN VON: James Madison