Ultralekka belka VORON X Beam jest wykonana z rur aluminiowych

Jeśli chodzi o druk 3D z wykorzystaniem technologii Smooth Overlay Modeling (FDM), istnieją dwie główne kategorie drukarek: kartezjańskie i CoreXY, przy czym ta druga jest skierowana do osób poszukujących najszybszych prędkości druku dzięki bardziej elastycznej technologii konfiguracji głowicy narzędziowej.Niższa masa zespołu suportu X/Y oznacza, że ​​może on również poruszać się szybciej, co skłoniło entuzjastów CoreXY FDM do eksperymentów z włóknem węglowym i niedawnego filmu [PrimeSenator], w którym belka X jest wycięta z aluminiowej rury i waży nawet więcej niż porównywalne .Rury z włókna węglowego są lżejsze.
Ponieważ drukarki CoreXY FDM poruszają się wyłącznie w kierunku Z względem powierzchni druku, osie X/Y są bezpośrednio kontrolowane przez paski i napędy.Oznacza to, że im szybciej i dokładniej przesuniesz głowicę ekstrudera po prowadnicach liniowych, tym szybciej będziesz mógł (w teorii) drukować.Rezygnacja z cięższego włókna węglowego w przypadku tych frezowanych konstrukcji aluminiowych w drukarce Voron Design CoreXY powinna oznaczać mniejszą bezwładność, a wstępne demonstracje wykazały pozytywne wyniki.
Interesujące w tej społeczności „szybkiego drukowania” jest to, że nie tylko jest to surowa prędkość drukowania, ale drukarki CoreXY FDM teoretycznie przewyższają je pod względem dokładności (rozdzielczości) i wydajności (np. objętości druku).Wszystko to sprawia, że ​​warto rozważyć te drukarki przy następnym zakupie drukarki w stylu FDM.
Prowadnice liniowe są zaprojektowane tak, aby wyginać się do płaskości, w której są instalowane.Oznacza to, że szyna ugnie część, do której jest przymocowana, jeśli część, do której jest przymocowana, nie jest wystarczająco sztywna.Czy to wystarczy, żeby mnie martwić, nie wiem, nie korzystałem wcześniej z prowadnic liniowych.
Jest kilku bardzo oddanych użytkowników Vorona, którzy używają wyłącznie szyn liniowych bez żadnego innego wsparcia, więc nie jest to najbardziej sztywny system, który można uruchomić na jednej z maszyn z dobrymi wynikami.
System CoreXY porusza głową w kierunkach X i Y.Oś Z osiąga się poprzez przesuwanie platformy drukującej lub suwnicy.Zaletą jest to, że wymagany ruch łóżka jest zmniejszony, ponieważ ruchy w osi Z są zawsze małe i stosunkowo rzadkie.
Jak zauważył inny komentator (w pewnym sensie), szyny liniowe zaczynają teraz wyglądać na ciężkie.Zastanawiałem się, czy można je zrobić z czegoś lżejszego, np. boru?(Co mogłoby pójść źle?)
Właściwie podejrzewam, że najlepszym rozwiązaniem jest nie oddzielanie instrukcji od wsparcia.Moja tania i okropna drukarka wykorzystuje parę stalowych prętów jako prowadnice i podpory i wątpię, czy ten projekt może z nią konkurować jakością.(ale na pewno nie dokładność i sztywność)
Zamontowanie prętów ze stali hartowanej w przeciwległych narożnikach może się sprawdzić, ale nie w przypadku gotowych prowadnic kulkowych z obiegiem.
W środku toru znajdują się otwory wycięte strumieniem wody ściernej w celu zmniejszenia masy.Uczyń tylną stronę stroną wlotową tak, aby naturalne rozprzestrzenianie się strumienia tworzyło lekki stożek i brak ostrych krawędzi z przodu, aby wycieraczki na bramie (jeśli są zainstalowane) nie zaczepiały się ani nie przecinały.
To po prostu hartowana stal.Wystarczy wyfrezować je z węglika.Części toczone z kołków pomiarowych z hartowanej stali łożyskowej 52100.
Niemożliwe, ponieważ hartowanie indukcyjne stosowane podczas produkcji powoduje wewnętrzne naprężenia w szynie (niektóre chińskie szyny ze stopu magnezu mogą w ogóle nie być utwardzane przed obróbką).kierownictwo……
Właściwie nie jest to nawet odpowiednie podparcie dla szyn liniowych.W przypadku prętów stalowych osadzonych w aluminium, patrz szyny Nadella, jest to w zasadzie koncepcja, ale ponieważ aluminium wymaga dużego przekroju poprzecznego, aby zachować pewną sztywność, są one bardzo ciężkie.
Niemiecka firma FRANKE produkuje 4-stronne szyny aluminiowe ze zintegrowanymi bieżniami stalowymi – lekkie i mocne, na przykład:
Sztywność belki rośnie wraz z kwadratem powierzchni.Aluminium jest o jedną trzecią lżejsze i o jedną trzecią mocniejsze.Niewielki wzrost przekroju jest więcej niż wystarczający, aby zrekompensować utratę wytrzymałości materiału.Zwykle połowa wagi daje nieco sztywniejszą belkę.
Za pomocą szlifierki do płaszczyzn szyny można zredukować do kształtu litery H ze środnikiem ścianki bocznej pomiędzy płaszczyznami styku kulek (prawdopodobnie mają 4-punktowy kontakt, ale rozumiesz).TIL: Istnieją również profile tytanowe (stopowe): https://www.plymouth.com/products/net-and-near-net-shapes/, ale o cenę trzeba zapytać.
Potem pojawił się problem z Plymouth Tube Company of America, lol.Po sprawdzeniu za pomocą VirusTotal wszystkie testy nie wykazały żadnych problemów, z wyjątkiem „Yandex Safe Browsing”, które jego zdaniem zawierało złośliwe oprogramowanie.
Uważam również, że szyny liniowe wyglądają na ciężkie i podoba mi się pomysł zintegrowanych szyn stalowych.To znaczy, to jest dla 3DP, a nie grindera – możesz schudnąć dużo.A może użyć kół z uretanu/plastiku i jeździć prosto na aluminium?
Miejmy nadzieję, że nikt nie będzie próbował zbudować tego na Be;)W recenzji wideo pojawił się ciekawy komentarz na temat zastosowania włókna węglowego.Teraz wyobraź sobie maszynę 5-6-osiową, która może owinąć wokół wydrukowanego w 3D trzpienia w zoptymalizowanej orientacji.Nie udało się znaleźć zbyt wielu informacji na temat projektu uzwojenia CF… może tak jest?https://www.youtube.com/watch?v=VEGMEFynPKs
Nie przestudiowałem tego dokładnie, ale czy sam utwór nie jest wystarczająco mocny?Czy naprawdę potrzebujesz czegoś więcej niż tylko wspornika narożnego do mocowania poręczy do poręczy bocznych?
Moją pierwszą myślą było, aby ponownie obciąć ciężar o połowę, wykręcając trójkąty z rogów zamiast z rurek, ale masz rację…
Czy w tym zastosowaniu wymagana jest taka duża sztywność skrętna?Jeśli tak, zamontuj wspornik „wewnątrz” narożnika, na przykład za pomocą śrub używanych do szyn.
FYI: ten film okazał się pomocny w poznaniu praktycznych zasad dotyczących różnych kształtów konstrukcji: https://youtu.be/cgLnADEfm6E
Myślę, że jeśli nie masz frezarki, możesz poszaleć z wiertarką i po prostu wywiercić otwory o różnych rozmiarach i zbliżyć się do nich.
Jest to oczywiście dziwna obsesja („ale dlaczego?” nigdy nie jest właściwym pytaniem w HaD), ale można ją dodatkowo zoptymalizować (ułatwić) za pomocą algorytmu genetycznego w celu opracowania najbardziej wydajnej części.Możesz uzyskać lepsze wyniki, jeśli użyjesz pełnego materiału i pozwolisz mu ciąć raz w osi X i raz w osi Y.
Wiem, że techniki bioewolucji są teraz w modzie, ale wybrałbym fraktale, ponieważ wyglądają bardziej naukowo i nie opierają się na powtarzalnych domysłach:-P… To może być oldschoolowy, jak to nazywamy, Fractal Punk 90-X?:-D
Myślę, że koszt użycia solidnego materiału znacznie przewyższy wszelkie korzyści.Przeszlifowałeś większość materiału, dzięki czemu będzie on znacznie większy.
Dlaczego zakładamy przejście na twarde akcje?Interesujące techniki optymalizacji można nadal stosować w przypadku rur kwadratowych.
Ponadto, jeśli chodzi o optymalizację rur kwadratowych, myślę, że w rzeczywistości uzyskasz bardzo niewielką zmianę jakości.Trójkąty w kratownicy są już optymalne, punkty mocowania są bardziej zaawansowane technologicznie.Jeśli przełożysz to na pytanie „jaki projekt jest najlepszy dla tego zastosowania” (np. pełna analiza strukturalna dla drukarki 3D lub coś takiego), to tak, zdecydowanie możesz znaleźć miejsca, w których można zmniejszyć wagę.
Bardziej osiągalną metodą optymalizacji jest optymalizacja topologii.Bawiłem się tym tylko w SolidWorks, ale myślę, że istnieją wtyczki, które umożliwiają to w FreeCAD.
Po obejrzeniu filmu widać kilka (stosunkowo) łatwo osiągalnych wyników, które wymagają dalszej optymalizacji (chociaż nawet jako właściciel maszyny Core-XY osobiście nie widzę zainteresowania tą króliczą norą):
- Przesunięto szynę bliżej boku dla lepszej sztywności (obecnie będzie odczuwała makrougięcie belki oraz ugięcie zamontowanej na niej rozpórki)
- Klasyczna optymalizacja kratownic: Konstrukcja kratownic nie została zoptymalizowana i nawet bez wysiłków zmierzających do wdrożenia zaawansowanych narzędzi optymalizacyjnych projektowanie kratownic jest bardzo rozwiniętą dziedziną.Po przeczytaniu podręczników projektowania mostów prawdopodobnie byłby w stanie zmniejszyć ciężar o kolejną trzecią bez utraty sztywności.
Chociaż w praktyce jest już dość lekki (i wydaje się wystarczająco sztywny, aby nie wpływać zauważalnie na powtarzalność), nie widzę sensu w jego dalszym ulepszaniu, przynajmniej nie bez uprzedniego zajęcia się problemem ciężaru szyn (jak mówią inni).
„Po przeczytaniu podręczników projektowania mostów prawdopodobnie mógłby zmniejszyć ciężar o kolejną trzecią bez utraty sztywności”.
Zmniejszyć *wagę*?Zgadzam się, że prawdopodobnie zwiększył *siłę*, ale skąd wzięła się ta dodatkowa waga?Większość pozostałego metalu jest wykorzystywana do produkcji szyn, a nie kratownic.
Użyj tych samych aluminiowych śrub, których używają entuzjaści RC, i przeszlifuj prowadnice liniowe, aby pozbyć się kilku gramów.
Aha, a tak przy okazji, na forum motoryzacyjnym około dziesięć lat temu odkryto, że wypełnienie progów pianką może znacznie zwiększyć sztywność niektórych samochodów (poprawić prowadzenie itp.)
Zatem dobrym pomysłem może być użycie bardzo lekkiej, cienkościennej rurki, na przykład do lutowanej, lutowanej, lutowanej lub podobnej płyty montażowej wypełnionej rozszerzającą się pianką.
Powinno to być oczywiste, ale oczywiście chcesz wykonać dowolny rodzaj spalania, topienia, podgrzewania, ogrzewania, gorących typów, zanim pianka się zapełni.
Przemysł lotniczy jest podobny do paneli kompozytowych o strukturze plastra miodu.Niezwykle cienki korpus z włókna węglowego lub aluminium z typową strukturą plastra miodu z Kevlaru pośrodku.Bardzo sztywny i bardzo lekki.
Nie sądzę, że rury cienkościenne są najlepszym rozwiązaniem.Nigdy nie byłem wielkim fanem formowanego wtryskowo CFRP (traci on wiele zalet UD CFRP, czyli dużej średniej długości włókna, która zapewnia mu tak dużą wytrzymałość), a aluminium zwykle nie jest sprzedawane na tyle cienkie, aby zaoszczędzić wagę znacząco.Myślę, że dałoby się go zmielić bardzo drobno, ale stukanie mogłoby uniemożliwić zmielenie wystarczająco drobno.
Gdybym szedł w tym kierunku, wziąłbym cienki arkusz dwukierunkowego CFRP z jednej z moich ulubionych witryn z produktami budżetowymi, przyciął go do odpowiedniego rozmiaru i przykleił do pianki o zamkniętych komórkach, być może owijając go warstwami CFRP lub włókna szklanego .Zapewni to większą sztywność wałków ruchu i wspornika głowicy drukującej, a owijarka zapewni jej wystarczającą sztywność skrętną, aby wytrzymać wszelkie niewielkie momenty wystające z głowicy drukującej.
Pochwalam wysiłek i pomysłowość, ale nie mogę oprzeć się wrażeniu, że wyciśnięcie ostatniej kropli z projektu, który w ogóle nie jest zaprojektowany na przyszłość, to strata energii.Jedynym możliwym rozwiązaniem jest masowy równoległy druk 3D w celu skrócenia czasu drukowania.Gdy ktoś zhakuje wszystkie te projekty, nie będzie konkurencji.
Ale myślę, że z konstrukcyjnego punktu widzenia jest to prawdopodobnie większy problem – wytrzymałość włókna węglowego opiera się głównie na tych długich, w pełni zamkniętych włóknach, które trzeba przeciąć, aby były lżejsze i tak naprawdę nie używa się tego samego sposobu do użytecznego wzmocnienia – teraz stworzenie „rury” lub kratownicy CF, która splata się tam, gdzie jest to potrzebne, działa we właściwym kierunku, byłoby imponujące, ponieważ mają router CNC, na którym mogą wyrzeźbić głowicę wytłaczającą.
Próba znalezienia kompromisu pomiędzy robieniem tego, co mówisz (co jest najlepszym sposobem) a przyjęciem prostego podejścia „zrób to sam” jest jednym z argumentów za stosowaniem tego, co czasami nazywa się kutym włóknem węglowym.Ale myślę, że wpadłem na pomysł wypróbowania tego samego podstawowego kształtu, tylko ze stopu magnezu Zr (lub innego stopu magnezu o naprawdę wysokiej wytrzymałości).Dobre stopy magnezu mają wyższy stosunek wytrzymałości do masy niż aluminium.Nadal nie są tak „mocne” jak włókno węglowe, jeśli dobrze pamiętam, ale są znacznie sztywniejsze, co moim zdaniem będzie miało znaczenie w tym zastosowaniu.
Wątpię, żeby było naprawdę „lżejsze niż porównywalne rurki z włókna węglowego” – mam na myśli rodzaj włókna węglowego, mocniejsze i lżejsze niż materiały takie jak aluminium.
Użyliśmy kilku lamp CF w projekcie, który był (dosłownie) cienki jak papier i był znacznie mocniejszy niż grubszy, cięższy aluminiowy odpowiednik, niezależnie od tego, ile otworów prędkości chcieliśmy dodać.
Myślę, że albo „ponieważ mogę”, „ponieważ wygląda fajnie”, może „ponieważ nie stać mnie na lampę CF”, a może „ponieważ robimy to z zupełnie inną/niewłaściwą lampą CF. Porównaj normy.
Zdefiniuj „Mocniejszy” – jako słowo jest tak kontekstowe, czy naprawdę dążysz do sztywności, granicy plastyczności itp.?


Czas publikacji: 30 listopada 2022 r
  • wechat
  • wechat