Роликовые и шариковые линейные направляющие для высокоскоростного 3D-профилирования

Обстановка: высокая точность на высокой скорости

Вы стоите на производственном участке в 6:15 утра, кофе ещё слишком горячий, чтобы пить его, и портал над вами резко приходит в движение с металлическим лязгом. Воздух пахнет свежим ABS-пластиком и смазочным маслом, а стол под вашими пальцами вибрирует, словно телефон в режиме без звука — это реальная жизнь 3D-профилирования с высоким ускорением.

Каждое резкое изменение направления — это маленькое землетрясение, и единственное, что стоит между безупречной отделкой поверхности и повторной печатью стоимостью $4000 — это скромная линейная направляющая, установленная под салазками.

Поэтому главный вопрос: Какой тип направляющей выбрать — роликовую или шариковую?

Шарики или ролики: основы

Давайте разберёмся с терминологией, пока не закончился кофе.

• Шариковые линейные направляющие
  Представьте себе крошечную стальную магистраль из шариков — циркулирующие внутри блока шарики позволяют салазкам плавно скользить.

  • Плюсы: Низкое трение, доступная стоимость, легко доступные запчасти.

  • Минусы: Менее прочен при экстремальных нагрузках.

• Роликовые линейные направляющие
  В них используются ролики цилиндрической формы вместо шариков, что обеспечивает более длинную линию контакта с направляющей.

  • Плюсы: Превосходное поглощение вибраций, повышенная жесткость.

  • Минусы: Более высокая стоимость, увеличенные сроки поставки, требуют более точных допусков.

Пример из практики:
На компактном устройстве Markforged замена шариковых направляющих на роликовые снизила видимость линий заполнения на сотах при печати со скоростью 200 мм/с на 50% .
Но—стоимость возросла 38% , а поставка заняла на три недели дольше .

Предостерегающая история: когда шары выходят из строя

Вот ужасная история, которую мы не включаем в брошюру

В прошлом апреле мы пообещали клиенту из сферы медицины 300 анатомических моделей за 24 часа . Наша пятиосевая установка использовала шариковые направляющие (потому что они были в наличии и экономичными)

На девятом часу случилась катастрофа
Шары имели бринеллирование (вмятины на дорожке качения) из-за непрерывной работы при ускорении 1,5 g . Результирующие следы от вибрации выглядели как зебра на ребрах.

Мы оплатили стоимость повторной печати, перешли на ролики за одну ночь и закончили на шесть часов позже .

Уроки, которые мы усвоили:
Если ваше оборудование превышает ускорение 1 g с частыми изменениями направления, ролики окупаются за счет сокращения простоев и дефектов .

Краткий справочник для закупок

Инженерам, ограниченным во времени, вот ваше краткое руководство:

✔ Выберите шариковые направляющие, если:

• Время цикла имеет критическое значение.

• Ускорение остается ниже 0,7 g .

• Бюджет ограничен, и требуются легкодоступные запчасти.

✔ Выберите роликовые направляющие, если:

• Вы используете траектории движения, соответствующие авиационным стандартам, с ускорением 2 g+ .

• Жесткость и точность имеют первостепенное значение.

• Вы можете позволить себе дополнительные начальные затраты ради долгосрочной надежности.

Профессиональный совет:

• Важна предварительная нагрузка! Пусть поставщик её устанавливает — если только вам не нравятся дорогостоящие ремонты шпинделя.

• Договаривайтесь о Сертификатах по стандарту DIN и гарантия 12 месяцев на усталость беговых дорожек.