בקרת תנועה בהדפסת תלת מימד

מדפסת תלת מימד תעשייתיתהדפסת תלת מימד הייתה בעבר מושג מופשט. זה היה משהו מתוך מדע בדיוני. או שזה מה שילד חשב שיקרה כשהוא שם את הצעצוע האהוב עליו מתחת למכסה של מכונת הצילום של ההורים שלו וציפו שעוד אחד ייצא...לא? רק אני?

כיום, הדפסת תלת מימד היא דבר אמיתי. מה שהיה פעם נדיר ובלעדית טכנולוגיה זמין כעת באופן נרחב. לא רק שזה הופך להיות מוכר, זה גם הופך להיות חלק יותר ויותר חשוב בתהליך העיצוב והייצור. יצירת אבות טיפוס ויצירות מושגיות מעולם לא הייתה קלה יותר. אבל שום דבר מזה לא היה אפשרי ללא טכנולוגיית בקרת תנועה מדויקת.

למה משמשת הדפסת תלת מימד?

מדפסת תלת מימד עם אפשרויות נימהיצירת תפיסות עיצוב ואבות טיפוס היא חלק קריטי בתהליך ההנדסה. במקרים רבים, המהנדסים יצטרכו להשתמש בזמן ובמשאבים רבים לייצור מלא של חלקים שייזרקו מאוחר יותר לאחר שימוש אחד. מהנדסים יכולים כעת לוותר על הכנת תבניות יקרות ליציקות אב טיפוס ובמקום זאת לעצב את החלק שלהן במחשב ולהדפיס אותו במדפסת תלת מימד. תהליך זה ידוע כיום בשם אבות טיפוס מהיר.

בעוד שאב טיפוס מהיר הוא אחד השימושים העיקריים של מדפסות תלת מימד, ניתן להשתמש בהדפסת תלת מימד גם לייצור. חלקים מסוימים קשים להכנה בשיטות אחרות. יציקה מסורתית אינה מאפשרת יצירת מבנים חלולים. ועם השיפורים שנעשו במהלך השנים, מדפסות תלת מימד יכולות להדפיס חלקים עם מגוון חומרים שונים, כולל פלסטיק, שעווה ומתכות שונים. הם יכולים אפילו להחליף חומרים באמצע ההדפסה. במיוחד עבור יצירות מותאמות אישית, הדפסת תלת מימד הופכת לכלי ייצור חשוב יותר ויותר.

בשנים האחרונות עוד יותר, הדפסת תלת מימד הפכה למשהו עבור חובבים ואנשים אחרים מחוץ לעולם העסקים. ישנם עשרות יצרנים למדפסות תלת מימד שולחניות. המהדורות האחרונות של Windows כוללות תוכניות בניית מודל תלת מימד, הצגה והדפסה כברירת מחדל. צעצועים, מלאכת יד וכלים יכולים להיעשות בקלות עם מדפסות תלת מימד בתוך שעות או אפילו דקות. למעשה, ברבים מהדגמות שלנו ב-AMC יש חלקים מודפסים בתלת מימד מהמדפסת השולחנית במעבדה שלנו.

איך זה עובד?

מדפסת תלת מימד בקרת תנועהישנן כמה וריאציות של שיטות הדפסה תלת מימדיות. עם זאת, רוב ההדפסות התלת-ממדיות נעשות על ידי הוספת שכבה אחר שכבה של חוט הדפסה שהופק מתוך זרבובית. סדרת השכבות מוגדרת על ידי קובץ G-code, המופק בדרך כלל על ידי תוכנית חיתוך במחשב המבוססת על מודל 3D CAD.

החוט נמס לפני שהוא יוצא מהזרבובית כחומר הדפסה, אך הוא מתקרר ומתקשה במהירות לאחר היציאה. השכבה הראשונה של ההדפסה מודפסת על לוחית הבנייה של המדפסת, שלעתים מחוממת כך שהלהט בתחתית נשאר דבוק אליה. הזרבובית מועברת לאורך מערכת גב דו-צירית כדי למשוך כל שכבה. לאחר השלמת כל שכבה, לוחית הבנייה יורדת, והזרבובית מתחילה להדפיס את השכבה הבאה על גבי הקודמת. בהדרגה, ההדפס נבנה שכבה אחר שכבה. במקרים בהם שכבה אחת מתנשאת מעל שכבות קודמות, המדפסת יכולה ליצור חומר תומך, שכבה דקה של נימה התומכת בשכבות התלויות כשהן מתקררות, אך ניתן לשבור אותה בקלות עבור המוצר הסופי.

רכיבים מבוקרים בתנועה

מסילת פיית מדפסת תלת מימדית מבוקרת תנועההן התנועה האופקית של גב הזרבובית והן התנועה האנכית של לוחית הבנייה צריכות לנוע ולהיות ממוקמות במדויק. החומר יוצא במרווחים קטנים, אבל חפיפה או התרחקות יותר מדי בתוך אותה שכבה יכולה להפוך את ההדפסה למבולגנת מאוד. פיית המדפסת צריכה לנוע בזהירות רבה כדי לשרטט את הצורה של כל שכבה, שיכולה להיות מורכבת מחלקים נפרדים לחלוטין עבור כמה שכבות של צורות מסוימות. יש מעט מאוד מקום לטעויות. ואם הזרבובית קרובה מדי או רחוקה מדי מלוחית הבנייה, החוט לא יידבק בצורה נכונה.

כל התנועה והמיקום של לוחית הבנייה מבוצעים בדרך כלל עם צורה כלשהי של מפעיל ליניארי. מאידך הזרבובית, לעומת זאת, משתמשים בדרך כלל במנועים ליניאריים של מנועי צעד עם חגורות כדי להשיג את המיקום והתנועה הדרושים. ובמקום שבו יש מנוע צעד או מנוע ליניארי, חייב להיות כונן כלשהו, לעתים קרובות כונן סרוו.

עיצוב חלופי של מדפסת תלת מימדמאז DriveWare עדכון 7.4.2, ADVANCED כונני הסרוו הדיגיטליים של Motion Controls יכולים לספק שליטה בלולאה סגורה עבור מנועי צעד דו-פאזיים ותלת-פאזיים כאחד. בנוסף, הכוננים שלנו יכולים לשלוט במנועים ליניאריים בדיוק כמו כל מנוע DC אחר. עבור מדפסות תלת מימד המשתמשות במספר מנועים כדי להניע את אותו ציר תנועה, הכוננים שלנו יכולים לתקשר זה עם זה באמצעות רשת לסנכרון מושלם.

רכיב בקרת תנועה קריטי נוסף הוא באקסטרודר, מנגנון ההזנה שדוחף ומושך נימה דרך הזרבובית. החומר לא תמיד זורם דרך הזרבובית. זה צריך לעצור כאשר הזרבובית נעה על מרווח בשכבה ובזמן שצלחת הבנייה יורדת. יש לווסת את זרימת הזרבובית גם כאשר הזרבובית נעה דרך גיאומטריות שונות. לדוגמה, אם הזרבובית שומרת על הוצאת חומר במהירות רציפה כשהיא מבצעת פנייה חדה, אתה יכול להסתיים בהתנפחות פינתית. יש להוריד את קצב זרימת החומר במהלך הפינה כדי לקבל עובי אחיד ללא התנפחות.

מערכת מבוקרת תנועה

מדפסת תלת מימד עם מערכת בקרת תנועה

אז יש לנו הרבה חלקים נעים שונים במדפסת תלת מימד, כל אחד מהם נשלט על ידי כונני סרוו, אבל איך הכל מתחבר למערכת מתואמת? זה המקום שבו אתה צריך משהו כמו מערכת בקרת התנועה Click&Move של AMC. ADVANCED Motion Controls התפתחה לחץ והזז פתרונות להפעלת מספר מדפסות תלת מימד שונות. Click&Move מסוגלת לתאם את כל הצירים השונים עם סוגי מנועים שונים ולהשתמש בקוד g כדי ליצור בצורה חלקה הדפסה תלת מימדית מושלמת. AMC אפילו פיתחה בלוק פונקציות מותאם אישית עבור Click&Move שמבטל את הבעיה שהוזכרה קודם לכן עם התנפחות פינות.

ניתן להשתמש ב-Click&Move גם כדי לתאם בקלות מערכות עם חרירי הדפסה מרובים, המשמשות לייצור חלקים בודדים עם חומרים או צבעים שונים. מכיוון ש-Click&Move אינו מוגבל במיוחד לבקרת תנועה, הוא יכול לווסת דברים כמו הזרבובית והטמפרטורות של הצלחת, כך שהמפתחים לא צריכים ליצור מערכת נפרדת עבור אלה.

ניתן לשלב בקלות את ה-Click&Move במדפסת תלת מימד עם אחד מכרטיסי בקרת האוטומציה התנועה שלנו (MACC). תוכנית Click&Move מאוחסנת ב-MACC ומחוברת לכונני הסרוו. ניתן להפעיל את Click&Move גם ממחשב. בנוסף, Click&Move הוא מודולרי וניתן להרחבה, כך שקל מאוד ליצרן מדפסות תלת-ממד להמשיך להשתמש בו עבור דגמי מדפסות תלת-ממד עתידיים ככל שקו המוצרים שלהם מתפתח.

אם אתם מפתחים מדפסת תלת מימד, פנו אלינו לקבלת עזרה בתכנון בקרת התנועה שתפעיל אותה. נראה אם ADVANCED כונני הסרוו של Motion Controls או Click&Move יכולים להיות הפתרון עבורך.

 

מאת ג'קסון מקיי, מהנדס שיווק

תעשיות, טכנולוגיות ומוצרים הקשורים לבקרת תנועה בהדפסת תלת מימד...

כלי מכונת CNC
כלי מכונת CNC
תיבת מידע על מצב מיקום
מצב מיקום
מכונות מדידה לתאם
מכונות מדידה לתאם
בקר לחיתוך פלזמה
בקר לחיתוך פלזמה
תיבת מידע מוליכים למחצה קדמיים
ייצור מוליכים למחצה חזיתיים