3D 打印机示意图

下图为笛卡尔结构的打印机示意图,打印床在 Y 方向来回移动,热端在 X 方向左右移动——类似流行的 Bambu Lab A1、Creality Ender 3 和 Prusa MK4 打印机。

床移动式打印机示意图
  1. Z 承架: 它连接到 Z 导杆和丝杆/螺杆。丝杆由与之相连的步进电机驱动转动,从而使 X 承架上下移动。在 Bowden 结构的机器上,挤出机通常安装在这里。

  2. X 端点开关: 这是在回归零定位时告诉热端停止的位置。图片中未显示的还有 Y 和 Z 端点开关,它们具有相同功能(不过 Z 端点开关可能被自动调平装置替代)。

  3. 打印平台: 可以是玻璃、PEI 或其他类型的打印平台。打印件就是粘附在这里的。

  4. 喷嘴: 耗材通过加热的喷嘴被挤出以形成打印件。喷嘴有不同直径的孔,孔越小,细节越精细。喷嘴直径范围从 0.15mm 到 1.2mm(某些热端如 SuperVolcano 可更粗)。材质有黄铜、硬化钢和红宝石尖端,耐磨性和价格依次提高。

  5. X 承架: 热端(以及带直驱挤出机的打印机)安装在这里。X 承架连接到 X 导杆和同步带,由此带动热端在 X 方向移动。该承架应固定牢固,不应有晃动声。

  6. 挤出机: 这就是将耗材送入喷嘴的装置。本例展示的是非齿轮化的直驱挤出机。齿轮化挤出机具有齿轮比,可减少步进电机的负担,提供机械优势以获得更大扭矩,使耗材能够更快被送出。挤出机包含一个连接步进电机的齿轮驱动器,它将耗材压向一个自由旋转的轴承。也有双驱动挤出机,用另一个齿轮驱动器替代该轴承。该挤出机也可以以 Bowden 方式安装在 Z 承架上。

  7. 挤出机步进电机: 挤出机步进电机负责转动并将耗材通过挤出机送出。在 Bowden 结构中它通常安装在 Z 承架上。设置 E-Steps 时你就是在控制这个电机。使用齿轮化挤出机时,给电机机械优势可减轻其负担,从而减少挤出机电机跳步并导致更高的 E-Step 值。如果你自己组装打印机,给该电机安装散热片以散热是明智的。在直驱结构中这增加的重量可能是有人更倾向于使用 Bowden 的原因之一。

  8. X 承架同步带: 该同步带连接到 X 承架,通过步进电机带动其在 X 方向左右移动。该同步带应当紧绷且有弹性,以减少 Z 方向的摆动(Z-wobble)。

  9. Y 步进电机: 该步进电机通过控制 Y 承架同步带使打印床在 Y 方向来回移动。只有在笛卡尔机器中才以这种方式存在。记住在 CoreXY 结构中,并不存在单独的“Y 步进电机”,因为每个电机都依赖彼此来驱动 X 和 Y 轴。

  10. Y 承架同步带: 该同步带连接到打印平台,由 Y 步进电机驱动,另一侧自由旋转并通过轴承支撑。与 X 承架同步带一样,该同步带应紧绷且有弹性。

  11. Y 光滑导杆: 这些导杆通过轴承连接 Y 承架,表面光滑。它们确保打印平台来回移动时顺畅无噪。应使用白色锂基润滑脂润滑这些导杆,以便打印平台无阻力移动。在某些机器上,这些可以用滑轨系统或带滚轮的铝型材替代。

  12. 主动冷却风扇: 该风扇用于在铺层过程中对打印件进行冷却。对于获得干净打印效果(包括 PLA 等特定材料)这是至关重要的。对某些材料而言开启风扇会降低层间粘合力,因此在切片软件中开启前需确认所用材料是否适合。

  13. Z 步进电机: 有些机器只有一个 Z 步进电机,但本例中为双电机。该步进电机驱动 Z 丝杆(或细螺杆),通过与 Z 承架的连接(照片中的 1),使 X 和 Z 承架上下移动。在 CoreXY 机器上则不同,因为那些结构是移动打印平台上下而不是热端。

  14. 热端加热块: 这是热端中会发热并连接到加热元件的部分。它连接在下方的喷嘴和上方的筒体之间(中间有热隔断)。筒体上应始终有风扇吹动以防止热爬升,尽管图片中未显示风扇。

  15. X 光滑导杆: 这些导杆通过轴承支撑 X 承架,表面光滑。它们确保热端在左右移动时顺畅无噪。应使用白色锂基润滑脂润滑这些导杆,以便承架无阻力移动。在某些机器上,这些可以用滑轨系统或带滚轮的铝型材替代。

  16. Z 光滑导杆: 你的机器上可能只有一根,但上图中有两根 Z 光滑导杆。Z 承架通过轴承连接到这些导杆上,以保证 Z 承架上下移动时平顺无噪。它们应像 X 和 Y 导杆一样保持润滑,以尽量减少轴承摩擦。在某些机器上这些也可用滑轨系统或带滚轮的铝型材替代。

  17. Z 丝杆(或螺纹杆): 这些是直径在 5mm–10mm 之间的螺纹杆,8mm 看起来最常见。许多机器只有一根,但我发现双丝杆时结果更稳定。它们由 Z 步进电机驱动并与 Z 承架螺合——从而使 Z 和 X 承架上下移动。对于 Z 承架来说,它们的作用类似于 X 和 Y 承架上同步带的作用。之所以使用螺纹杆,是因为这些部件承受更多重量且不需要频繁在 Z 方向移动。一般来说,丝杆越粗越好。较薄的 5mm 螺纹杆容易弯曲,在 3D 打印机上寿命不长。

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