スムーズ オーバーレイ モデリング (FDM) テクノロジを使用した 3D プリントに関しては、デカルト プリンタと CoreXY という 2 つの主要カテゴリのプリンタがあり、後者は、より柔軟なツール ヘッド構成テクノロジにより最速のプリント速度を求めるプリンタを対象としています。X/Y ボトム ブラケット アセンブリの質量が軽いということは、より高速に動作できることを意味しており、CoreXY FDM 愛好家にカーボン ファイバーの実験を促し、最近の [PrimeSenator] ビデオでは、X ビームがアルミニウム チューブから切り出され、同等以上の重量になっていることが示されています。 。カーボンファイバーチューブは軽量です。
CoreXY FDM プリンタは印刷面に対して Z 方向にのみ移動するため、X/Y 軸はベルトとドライブによって直接制御されます。これは、押出機ヘッドをリニア ガイドに沿ってより速く、より正確に移動できればできるほど、(理論上は) より速く印刷できることを意味します。Voron Design CoreXY プリンターのこれらのフライスアルミニウム構造に重いカーボンファイバーを採用することで、慣性が小さくなるはずであり、初期のデモでは肯定的な結果が得られています。
この「クイック印刷」コミュニティで興味深いのは、実際の印刷速度だけでなく、理論上、精度 (解像度) と効率 (印刷量など) の点で CoreXY FDM プリンタが優れていることです。これらすべてを考慮すると、次回 FDM スタイルのプリンタを購入するときに、これらのプリンタを検討する価値があります。
リニアガイドは、取り付けられた平面度に合わせて曲がるように設計されています。これは、レールが取り付けられている部分の剛性が十分でない場合、レールが取り付けられている部分が曲がってしまうことを意味します。それが私を心配させるのに十分であるかどうかは、私はこれまでリニアガイドを使用したことがないのでわかりません。
他のサポートを使用せずにリニア レールのみを使用する非常に熱心な Voron ユーザーもいます。そのため、いずれかのマシンで実行して良好な結果が得られる最も厳密なシステムではありません。
CoreXY システムは、ヘッドを X 方向と Y 方向に動かします。Z 軸は、プリントデッキまたはガントリーを移動することによって実現されます。利点は、Z 軸の動きが常に小さく比較的頻度が少ないため、必要なベッドの動きが減少することです。
別のコメント投稿者が（ある種）指摘したように、リニアレールは今や重く見え始めています。ホウ素のような軽いもので作れないかと思ったのですが？（何が問題になる可能性がありますか？）
実際、最善の解決策はマニュアルとサポートを分離しないことだと思います。私の安くてひどいプリンターはガイドとサポートとして一対の鋼棒を使用していますが、この設計が品質の点でそれに匹敵するとは思えません。(ただし精度や剛性は決して高くありません)
対角線上の対角に硬化鋼棒を取り付けることは機能する可能性がありますが、既製の循環ボールガイドでは機能しません。
トラックの中央には、重量を軽減するためにアブレイシブウォータージェットによって開けられた穴があります。後側を入口側にして、ジェットの自然な広がりがわずかな円錐形を作り、前側に鋭いエッジがないようにします。これにより、ゲート上のワイパー (取り付けられている場合) が引っ掛かったり切れたりすることがなくなります。
それらは単なる硬化鋼です。カーバイドからフライス加工するだけです。硬化 52100 軸受鋼のゲージ ピンからの旋削部品。
製造中に適用される高周波焼入れによりレールに内部応力が生じるため、これは不可能です (一部の中国のマグネシウム合金レールは、機械加工用にまったく焼入れされていない場合があります)。管理……
実際、これはリニアレールの適切なサポートですらありません。アルミニウムに埋め込まれたスチールバーについては、Nadella レールを参照してください。これは基本的なコンセプトですが、アルミニウムはある程度の剛性を持たせるために大きな断面を必要とするため、非常に重いです。
ドイツの FRANKE 社は、一体化された鋼製軌道を備えた、軽量かつ強度に優れた 4 面アルミニウム レールを製造しています。たとえば、次のとおりです。
ビームの剛性は面積の二乗に応じて増加します。アルミニウムは 3 分の 1 の軽さ、3 分の 1 の強度を誇ります。断面のわずかな増加は、材料の強度の損失を補うのに十分です。通常、重量が半分になると、ビームがわずかに硬くなります。
平面研削盤を使用すると、ボールの接触面の間に側壁のウェブがある H 形状にレールを縮小できます (おそらく 4 点接触ですが、アイデアはわかります)。TIL: チタン (合金) プロファイルも存在します: https://www.plymouth.com/products/net-and-near-net-shapes/ ただし、価格を尋ねる必要があります。
その後、アメリカのプリマス管会社で問題が発生しました（笑）。ウイルストータルで確認したところ、「Yandex セーフ ブラウジング」を除いて、すべてのテストで問題はありませんでした。同氏の意見では、これにはマルウェアが含まれていました。
また、リニアレールは重く見えると思いますが、一体型のスチールレールというアイデアが気に入っています。つまり、これはグラインダーではなく 3DP 用です。大幅に重量を減らすことができます。それともウレタン/プラスチックホイールを使用してアルミの上に直に乗りますか？
誰も Be から構築しようとしないことを祈りましょうカーボンファイバーの使用についてビデオレビューに興味深いコメントがあります。ここで、3D プリントされたマンドレルを最適な向きで巻き付けることができる 5 ～ 6 軸の機械を想像してください。CF 巻きプロジェクトに関する情報はあまり見つかりませんでした…もしかしたらそうなのですか?https://www.youtube.com/watch?v=VEGMEFynPKs
よく研究してないけど、曲自体の強度は十分ではないでしょうか？手すりをサイドレールに取り付けるためのコーナーブラケット以上のものが本当に必要ですか?
最初に考えたのは、チューブの代わりに三角形を角から外して、重量をさらに半分に減らすことでした。でも、その通りです…
この用途ではそれほどのねじり剛性が必要ですか?その場合は、コーナーの「内側」にブラケットを取り付けます。おそらくレールに使用されているネジを使用します。
参考: このビデオは、さまざまな形状の構造の経験則に役立つと思いました: https://youtu.be/cgLnADEfm6E
フライス盤を持っていない場合は、ボール盤を使ってさまざまなサイズの穴を開けるだけで、それにかなり近づくことができると思います。
もちろん、これは奇妙な強迫観念です (「でもなぜ?」という質問は HaD では決して有効な質問ではありません) が、遺伝的アルゴリズムを使用してさらに最適化 (促進) し、最も効率的な部分を開発することができます。固体ストックを使用し、X 軸で 1 回、Y 軸で 1 回切断すると、より良い結果が得られる可能性があります。
生物進化の手法が今大流行していることは知っていますが、私はフラクタルを選びます。フラクタルのほうが科学的で、反復的な推測に頼らないからです。… さて、これは私たちが呼ぶところの古い学校かもしれません、フラクタル パンク 90- X?
無垢材を使用することによるコストは、いかなるメリットよりもはるかに大きいと思います。材料の大部分をやすりで削ったので、かなり大きくなります。
なぜハードストックへの移行を想定するのでしょうか?興味深い最適化手法は、角形チューブにも適用できます。
また、角パイプの最適化に関して言えば、実際には品質の変化はほとんどないと思います。トラスの三角形はすでに最適であり、取り付けポイントはより技術的に進歩しています。これを「このアプリケーションにはどのような設計が最適であるか」という質問 (3D プリンターなどの完全な構造解析など) に置き換えると、軽量化すべき場所が確実に見つかります。
より実現可能な最適化方法は、トポロジーの最適化です。私はSolidWorksでこれを試しただけですが、FreeCADでこれを行うためのプラグインがあると思います。
ビデオを見た後、(比較的) 簡単に達成できる結果がいくつかありますが、さらなる最適化が必要です (ただし、Core-XY マシンの所有者としても、個人的にはこのウサギの穴には興味がありません)。
- 剛性を向上させるためにレールを側面に近づけました (現在、ビームの大きなたわみとそれに取り付けられたストラットのたわみが発生します)
- 古典的なトラスの最適化: トラスの設計は最適化されておらず、高度な最適化ツールを実装する努力がなくても、トラスの設計は非常に発展した分野です。橋の設計の教科書を読んだ後、彼はおそらく剛性を失うことなく重量をさらに 3 分の 1 減らすことができるでしょう。
実際にはすでに非常に軽いですが（再現性に目立った影響を与えないほど十分に硬いようです）、少なくともレールの重量の問題に最初に対処することなしには、これをさらに改善する意味がわかりません（他の人が言うように）。
「橋の設計の教科書を読んだので、剛性を犠牲にすることなく重量をさらに 3 分の 1 減らすことができるでしょう。」
*体重*を減らしますか？彼がおそらく*筋力*を高めたということには同意しますが、余分な体重はどこから来たのでしょうか?残った金属の大部分はトラスではなくレールに使用されます。
RC愛好家が使用するものと同じアルミニウムネジを使用し、リニアガイドを研磨して数グラムを削ることができます。
ああ、ところで、約 10 年前の自動車フォーラムで、敷居をフォームで埋めると一部の自動車の剛性が大幅に向上する (ハンドリングの改善など) ことができることが発見されました。
したがって、おそらくろう付け、ろう付け、ろう付け、または膨張フォームで満たされた同様の取り付けプレートに、非常に軽い薄肉チューブを使用してみるのもアイデアかもしれません。
これは明らかですが、もちろん、泡が満たされる前に、あらゆる種類の燃焼、溶解、加熱、加熱、ホットタイプを実行する必要があります。
航空宇宙産業はハニカム複合パネルに似ています。非常に薄いカーボンファイバーまたはアルミニウムのボディで、中央に典型的なケブラーハニカム構造を備えています。非常に剛性が高く、非常に軽い。
薄肉パイプが良いとは思えません。私は射出成形 CFRP の大ファンではありませんでした (UD CFRP の利点の多くが失われてしまいます。つまり、フィラメントの平均長さが長いため、非常に高い強度が得られます)。また、アルミニウムは通常、節約できるほど薄く販売されていません。かなりの重量。非常に細かく粉砕することは可能だと思いますが、ノッキングにより十分に細かく粉砕できない可能性があります。
もし私がその方向に進むとしたら、お気に入りの低価格製品サイトの 1 つから双方向 CFRP の薄いシートを取り出し、適切なサイズに切断し、独立気泡フォームに接着し、おそらく CFRP またはグラスファイバーの層で包みます。 。これにより、動作およびプリントヘッドのサポート シャフトの剛性が向上し、ラッパーによってプリントヘッドからの小さな突出モーメントに耐えられる十分なねじれ剛性が得られます。
その努力と創意工夫は称賛しますが、まったく未来を見据えていないデザインから最後の一滴まで絞り出そうとするのはエネルギーの無駄遣いだと感じずにはいられません。今後可能な唯一の方法は、大量の並列 3D プリンティングを実行して印刷時間を短縮することです。誰かがこれらすべてのデザインをハッキングすると、競争はなくなります。
しかし、構造的な観点から見ると、それはおそらくもっと大きな問題だと思います。カーボンファイバーの強度は主に完全にカプセル化された長い繊維にあり、軽量化するためにすべてを切断し、有用な補強に同じ方法を実際には使用していません。必要な場所に織り込み、正しい方向に機能する「パイプ」または CF トラスを作成することは、押出ヘッドを彫刻できる CNC ルーターを備えているため、非常に印象的です。
言われたことを実行する (これが最善の方法です) か、単純な DIY アプローチを取るかの妥協点を見つけることは、鍛造カーボンファイバーと呼ばれることもある素材を使用する際の議論の 1 つです。しかし、同じ基本形状を Zr マグネシウム合金 (またはその他の非常に高強度のマグネシウム合金) でのみ試してみるというアイデアが浮かんだと思います。優れたマグネシウム合金は、アルミニウムよりも高い強度対重量比を持っています。私の記憶が正しければ、まだカーボンファイバーほど「強度」はありませんが、はるかに硬いため、この用途では違いが生じると思います。
これが本当に「同等のカーボンファイバーチューブよりも軽い」とは思えません。つまり、これはカーボンファイバーの一種であり、アルミニウムなどの素材よりも強くて軽いということです。
私たちはプロジェクトでいくつかの CF チューブを使用しました。このチューブは (文字通り) 紙のように薄く、追​​加したいスピード ホールの数に関係なく、厚くて重いアルミニウム同等品よりもはるかに強度がありました。
それは「できるから」、「見た目がカッコいいから」、もしかしたら「CF管を買う余裕がないから」、あるいは「まったく異なる/不適切な管のCF比較基準でやっているから」のいずれかだと思います。
「より強い」を定義します。言葉としては非常に文脈に依存しますが、本当に剛性や降伏強度などを目指しているのでしょうか?