Лінійні напрямні роликові проти кулькових для високошвидкісного 3D-профілювання

Сцена: високий рівень точності в русі

Ви стоїте на виробничому майданчику о 6:15 ранку, кава ще занадто гаряча, щоб випити її, і портал над вами раптово починає рухатися з металевим стуком. Повітря пахне свіжим ABS і моторним мастилом, а стіл під вашими пальцями вібрує, як телефон у режимі безпеки — це справжнє 3D-профілювання з високим прискоренням.

Кожна раптова зміна напрямку — це справжній міні-землетрус, і єдина річ між ідеальним поверхневим закінченням та друкуванням, що коштує 4000 доларів, — це проста лінійна напрямна, яка розташована під салазками.

Отже, головне питання: Які елементи має нести напрямна — ролики чи кульки?

Кулька проти ролика: основи

Давайте розберемо цю термінологію, поки не закінчився ефект від кофеїну.

• Кулькові лінійні напрямні
  Уявіть це як автостраду з мініатюрних сталевих кульок — циркулюючі кульки всередині блоку дозволяють салазкам плавно ковзати.

  • Про: Низьке тертя, вигідна вартість, легко доступні запчастини.

  • Недоліки: Менш міцні при екстремальних навантаженнях.

• Роликові лінійні напрямні
  У цих напрямних використовуються циліндричні ролики замість кульок, що створює більшу лінію контакту з рейкою.

  • Про: Краще поглинання вібрацій, вища жорсткість.

  • Недоліки: Більш висока вартість, довші терміни поставки, необхідні менші допуски.

Приклад з реального життя:
На компактному пристрої Markforged заміна кулькових напрямних на роликові зменшила смуги тіні на заповненні типу «соти» при швидкості 200 мм/с на 50% .
Однак вартість збільшилася на 38% і поставка тривала три додаткові тижні .

Попереджувальна історія: коли кульки виходять з ладу

Ось жахлива історія, яку ми не включаємо в буклет.

Минулого квітня ми пообіцяли клієнту у сфері медицини 300 анатомічних моделей протягом 24 годин . Наша п’ятиосьова система використовувала кулькові направляючі (оскільки вони були на складі й бюджетні).

На дев’ятій годині сталася катастрофа.
Кульки деформувалися (відбулося ушкодження бігових доріжок) через безперервну роботу 1,5 g прискорення . Внаслідок цього сліди вібрації нагадували зеброві смуги на ребрах.

Ми внесли витрати на друкування, вночі перейшли на ролики і завершили на шість годин пізніше .

Висновок:
Якщо ваша машина перевищує 1 g прискорення із частими змінами напрямку, ролики окупаються за рахунок зменшення часу простою та дефектів .

Короткий довідник для закупівлі

Інженеру, який поспішає, ось ваш короткий довідник:

✔ Обирайте кулькові напрямні, якщо:

• Час циклу має критичне значення.

• Прискорення залишається нижчим за 0,7 g .

• Бюджет обмежений, а вам потрібні доступні запчастини.

✔ Обирайте роликові напрямні, якщо:

• Ви виконуєте обробку аерокосмічних кривих з прискоренням 2g і більше .

• Жорсткість і точність є обов’язковими.

• Ви можете собі дозволити витрати на початкові інвестиції для досягнення довготривальної надійності.

Профільна порада:

• Попереднє навантаження має значення! Дозвольте постачальнику встановити його — якщо тільки ви не отримуєте задоволення від дорогих ремонтів шпинделя.

• Ведіть переговори щодо Сертифікатів відповідно до стандарту DIN і гарантія 12 місяців на втомленість доріжок кочення.