Ho intenzione di rispondere a questa domanda come qualcuno che ha effettivamente rielaborato il clone Fleabay Prusa i3 per utilizzare le viti di comando per tutti gli assi. Prima di approfondire la questione, il problema del gioco può essere risolto facilmente con dadi in ottone caricati a molla, un po 'come funzionano le viti a sfere. Questo è il problema più semplice da risolvere, dato che ci sono molti altri problemi.
Versione breve / tl; dr
L'hardware non è in grado di gestire così tanti microstep.
Velocità limite e accelerazione di induttanza motrice e accelerazione.
La qualità di stampa soffre in modi davvero strani a causa di (2).
Le viti senza testa non sono realizzate per movimenti rapidi per lunghi periodi di tempo e si usurano, anche con grasso.
Avrai bisogno di superfici di appoggio aggiuntive per evitare che i motori si sfaldino e per eliminare il gioco dovuto ai giunti flessibili.
Il sistema diventa molto più soggetto a modalità di guasto altamente distruttive.
Spiegazioni lunghe
Primo
Noterai che sei costretto a velocità di accelerazione e movimento orribilmente, orribilmente lenti. Le mie viti sono viti da 8 mm, con passo di 8 mm. Ciò significa che sono necessari 200 passi per percorrere 8 mm. Moltiplicare per 1/16 microstepping, ovvero 3200 microstep per 8 millimetri di corsa. Moltiplica per la velocità a cui stai provando a stampare, quindi il numero di assi che stai usando e scoprirai che la tua scheda RAMPS inizia a balbettare su mosse complesse se stampi abbastanza velocemente.
Secondo
Raggiungerai rapidamente i limiti di induttanza dei tuoi motori. A livelli di potenza "standard" (quelli che non friggono i miei motori NEMA17 knockoff), anche dopo essere passato a 24 V per l'intera configurazione, il più veloce che potessi far girare i miei motori era di circa 5 giri al secondo, il che si traduce in 16.000 microstep per secondo con viti a passo 8mm. Per riferimento ciò significa che con carico ZERO, il più veloce che il mio N17 p / 8 mm potrebbe percorrere, è di circa 40 mm / s.
Fondamentalmente stai facendo funzionare le bobine del motore a diversi kilohertz, il che significa che devi stare davvero attento a mantenere i tuoi cavi separati e schermati per evitare il crosstalk, oltre al fatto che mentre la frequenza dei passi aumenta, la coppia dei passi diminuisce drasticamente . Questo non solo limita il peso del letto che il motore è in grado di spingere a una determinata velocità, ma devi anche preoccuparti dell'inerzia del motore e del letto molto più che con un sistema a cinghia. Quindi invece di uno strappo di 30 mm / s con un'accelerazione di 200 mm / s 2 , improvvisamente sei limitato, per esempio, a uno strappo di 5 mm / s e un'accelerazione di 40 mm / s 2 .
Come accennato, per ottenere i migliori risultati, l'intero sistema deve essere convertito in 24 V e non tutte le schede sono configurate per farlo facilmente. Il mio clone RAMPS economico aveva solo bisogno di rimuovere un singolo diodo e tutto il resto andava bene, ma YMMV a questo proposito.
Si potrebbe risolvere questo problema particolare ingranaggi dei motori verso il basso, ma a quel punto hai ora introdotto una nuova fonte di gioco sia tra i denti degli ingranaggi o nel sistema di trasmissione a cinghia, e un pò sconfitto il punto.
Terzo
A causa di questo effetto, ti imbatti in artefatti da pressione di estrusione. Fondamentalmente, la plastica nell'ugello è un fluido, molto viscoso, che viene forzato attraverso un piccolo foro. La pressione del fluido "ritarderà" in qualche modo dietro ciò che il motore dell'estrusore pensa stia accadendo.
Il risultato finale è che mentre stai accelerando, le linee che stai posando sono più sottili di quanto dovrebbero essere e saranno più spesse di quanto dovrebbero essere durante la decelerazione e tendi a ottenere strani "globs" su ogni angolo quando arrivi fino a fermarsi. Per me, con un ugello da 0,4 mm, una larghezza della linea di 0,8 mm e un'altezza dello strato di 0,2 mm, questi artefatti in realtà compensano completamente l'accuratezza aggiuntiva che stavo ottenendo con una vite di comando strettamente accoppiata con doppi dadi caricati a molla su di esso. Le parti finirono per essere ancora meno dimensionalmente accurate di prima, con deformità molto strane.
Ci sono impostazioni che puoi usare nel firmware per provare a combattere questo specifico effetto, ma il processo è noioso e richiede molti tentativi ed errori, e ricompilare il firmware ogni 30 secondi è fastidioso, per non parlare delle variabili dipendenti larghezza della linea, impostazioni di velocità e accelerazione e altezza del livello, pertanto è necessario ricompilare il firmware ogni volta che si desidera modificare la qualità di stampa. Super, super fastidioso.
Il quarto
Le viti senza testa non sono progettate per questo. Il costante movimento avanti e indietro porterà nel tempo i dadi in ottone e persino i filetti in acciaio delle viti. Si finisce con un residuo in polvere nera su tutto sotto la vite, che, nell'asse X, in genere significa anche la tua stampa. Nessuno vuole che la polvere di acciaio rovini la loro adesione allo strato.
Nel mio caso ho usato Superlube, che è un grasso al silicone / PTFE, per aiutare a prevenire questo problema, ma funziona così bene solo con dadi in ottone caricati a molla. Alla fine spingono fuori la maggior parte del lubrificante. Inoltre, il lubrificante tende ad afferrare e trattenere qualsiasi polvere metallica che si forma, accelerando l'usura nelle aree che sono ancora lubrificate.
Quinto
Cuscinetti. Si scopre che i motori hanno cuscinetti interni, che generalmente aspirano e non sono fatti per carichi pesanti in qualsiasi direzione. L'ho scoperto quando il mio motore N17 sull'asse Y si è rotto perché il cuscinetto ha funzionato e ha sparso polvere su tutte le bobine, alcune delle quali sono state spinte attraverso lo smalto e cortocircuitato.
Inoltre, poiché piccole quantità di disallineamento trasformano i motori in shrapnel in fretta, quasi sicuramente userete i giunti flessibili. Gli accoppiamenti Flex hanno una certa quantità di resa assiale, e sono principalmente progettati per essere sottoposti a carichi di compressione e tendono a guastarsi se allungati ripetutamente.
Per l'asse Z questo di solito non è un problema perché l'intero sistema è bloccato dalla gravità, ma negli assi X e Y, si otterranno alcuni strani offset di persino un millimetro o due ogni volta che il carrello o il letto cambiano direzione. Quindi ti consigliamo di assicurarti che i motori non si sopportino da soli e che la vite rimanga bloccata rispetto al telaio pur essendo in grado di ruotare.
A tale scopo, è possibile fissare un anello a ciascuna estremità della vite che spinge su un cuscinetto reggispinta o si monta su un normale cuscinetto a sfere. Idealmente, puoi fare entrambe le cose, ma questo si trasforma in un'impresa costosa con un sacco di parentesi in posti strani per i quali potresti non avere spazio. Ho finito per perdere circa 20 mm di viaggio nel letto risolvendo questo problema.
Sesto
Devi pensare a cosa succede quando un componente si guasta. Per me, erano i miei computer portatili. Il primo fallimento è stato causato dalla questione del crosstalk che ho menzionato sopra. Arresti Y attivati, il letto ha iniziato a spostarsi verso la parte anteriore della stampante nel tempo e alla fine la stampante ha iniziato a provare a spostare il letto attraverso la parte anteriore del telaio della stampante.
Ha avuto successo.
La seconda volta è stato semplicemente il fallimento dell'interruttore di fine corsa meccanico. La corsa della cinghia si arresta sulla puleggia. Le viti di comando arrivano fino all'estremità della vite e, poiché sono orientate molto più in basso rispetto alle cinghie, è necessaria una coppia molto maggiore. Ho distrutto il telaio della mia stampante tre volte separate a causa di questo problema, e ancora una volta quando l'accoppiamento flessibile dell'asse Y si è spezzato. Ciò ha permesso al motore di girare facilmente la vite in una direzione ma non in un'altra, cosa che questa volta ha costretto il piano di stampa all'indietro invece che in avanti, spingendo di nuovo il motore a Y attraverso la sua staffa e il telaio.
Conclusione
Le viti X / Y non sono necessariamente una cattiva idea, semplicemente costosa e noiosa nella stampa 3D. Sono molto più adatti per applicazioni a bassa velocità di avanzamento come mulini a controllo numerico, incisori meccanici e simili. Potresti notare che anche applicazioni ad alta precisione come le stampanti laser tendono ad avere carrelli alimentati a cinghia piuttosto che a vite. Le viti sono molto più adatte a carichi elevati, applicazioni a bassa velocità e le stampanti tendono a essere il contrario.
Se stai cercando di eliminare il gioco dovuto al fatto che le cinture non sono abbastanza strette, come lo ero io, la risposta è fare una stampante migliore. Non sono riuscito a stringere abbastanza le cinghie per rendere accurate le mie stampe prima che i motori iniziassero a guastarsi, perché non avevo la puleggia del motore supportata da un cuscinetto. Inizia da lì, letteralmente solo supporto su entrambi i lati della puleggia sull'albero del motore con un piccolo cuscinetto rinforzato contro il telaio per rimuovere il carico radiale dal motore. Se le cinture si allungano troppo, utilizzare la cintura GT2 con anima in acciaio. Se il tuo sistema è nel complesso solo sciatto, crea un sistema più robusto. Il mio progetto attuale è una Hypercube Evo e ho trovato un fornitore che produce una cinghia GT2 con anima in acciaio. Lo userò per massimizzare la rigidità nel sistema di cinghie CoreXY. Il telaio è realizzato con estrusioni a T 30x30 mm, con aste dell'asse Z da 12 mm e aste dell'asse X / Y da 10 mm. Componenti più grandi e più costosi che sono molto più robusti e si fletteranno molto meno delle aste da 8 mm lunghe 400 mm sulla mia stampante cheapo.
Spero che sia di aiuto. (modificato per ottenere la mia matematica direttamente sui microsteps)