Idé för "hybrid" 3D-skrivare, bowden med rörlig extruder...
Postat: 9 januari 2014, 05:32:15
Jag funderade under kvällen på om man skulle kunna utnyttja samma idé som vissa laserskärare gör med att ha ett rörligt tungt huvud med laser osv och ett rörligt munstycke som på grund av sin låga massa kan accelerera snabbareför små rörelser och började fundera på om man skulle kunna applicera detsamma på FDM-skrivare.
Problemet med att ha en skrivare baserad på lång bowdenslang och en extruder som sitter fast är att man får en ökad friktion ju längre den är och en retraction som är svårare att hantera, samt att gummiliknande filament som tex NinjaFlex är svåra att trycka genom slangen på grund av sin högre friktion och därmed olämpliga.
En del av detta kan man lösa genom att bowdenmata filament med drag till en extruder med motor och allt fäst ute på huvudet i stället, men får då extra vikt av extrudern som gör att man inte kan accelerera den lika våldsamt snabbt då man får en större rörlig massa.
Så då funderade jag på vad som skulle hända om man tog och byggde ett mellanting med dubbla linjärsystem
1.) Ett linjärsystem med en extremt lätt all-metal hotend/nozzle, jag tänker mig något i stil med Pico http://www.b3innovations.com/shop/pico-ks/ fast eventuellt kortare och vattenkyld för att minska massan ännu mer och ge den en ännu skarpare termisk gradient. detta linjärsystem ska vara optimerad för minimal massa och maximal rörlighet.
2.) Ett lite grövre linjärsystem som sitter ~10cm över det andra, detta slänger runt en mer klassisk extrudermotor med en bra extruder, men med en motion-planner som tar hänsyn till att denna axel inte kan accelerera lika fort utan utnyttjar det faktum att den inte måste vara exakt över nozzlen till att göra mjukare rörelser som inte kräver lika snabb acceleration, och man kan därmed ha en bättre (och inte lika viktpressad) extruder sittande nära nozzlen
Dessa är alltså ihopbunda med en drygt 10cm lång bowdenslang, vilket om man gör det rätt borde ge nozzlen frihet att vara uppp till drygt 30mm från centrum av extrudern, vilket gör att små infills och liknande kan göras med en hög matningshastighet utan att den större massan behöver röras våldsamt fram och tillbaka, medans man undviker många av problemen med en lång bowdenslang och det borde gå utmärkt att printa tex NinjaFlex och andra "svåra" filament då bowdenslangen inte behöver vara en halvmeter lång och vända 180 grader och därmed orsaka massa friktion utan det i princip bara matas rakt ner till hotenden genom en kort bit slang
Linjärsytemet är egentligen inte bundet till ett kartesiskt heller, man skulle kunna bygga en delta på samma princip med dubbla motoruppsättningar och dubbla uppsättningar armar som rör sig på samma skenor, för att flyga extrudern ovanför men nära en viktoptimerad nozzle!
Nackdelen är att det krävs en mer avancerad motion planner med lite specialkod för att synka dom båda linjärsystemen, dubbla antalet stegmotorer, dubbla antalet drivare, dubbla antalet homeswitchar osv... så det är en dyrare lösning men för mig (iaf för mitt trötta huvud) så känns det som en tekniskt bättre lösning.
Vad tror ni om detta?
Problemet med att ha en skrivare baserad på lång bowdenslang och en extruder som sitter fast är att man får en ökad friktion ju längre den är och en retraction som är svårare att hantera, samt att gummiliknande filament som tex NinjaFlex är svåra att trycka genom slangen på grund av sin högre friktion och därmed olämpliga.
En del av detta kan man lösa genom att bowdenmata filament med drag till en extruder med motor och allt fäst ute på huvudet i stället, men får då extra vikt av extrudern som gör att man inte kan accelerera den lika våldsamt snabbt då man får en större rörlig massa.
Så då funderade jag på vad som skulle hända om man tog och byggde ett mellanting med dubbla linjärsystem
1.) Ett linjärsystem med en extremt lätt all-metal hotend/nozzle, jag tänker mig något i stil med Pico http://www.b3innovations.com/shop/pico-ks/ fast eventuellt kortare och vattenkyld för att minska massan ännu mer och ge den en ännu skarpare termisk gradient. detta linjärsystem ska vara optimerad för minimal massa och maximal rörlighet.
2.) Ett lite grövre linjärsystem som sitter ~10cm över det andra, detta slänger runt en mer klassisk extrudermotor med en bra extruder, men med en motion-planner som tar hänsyn till att denna axel inte kan accelerera lika fort utan utnyttjar det faktum att den inte måste vara exakt över nozzlen till att göra mjukare rörelser som inte kräver lika snabb acceleration, och man kan därmed ha en bättre (och inte lika viktpressad) extruder sittande nära nozzlen
Dessa är alltså ihopbunda med en drygt 10cm lång bowdenslang, vilket om man gör det rätt borde ge nozzlen frihet att vara uppp till drygt 30mm från centrum av extrudern, vilket gör att små infills och liknande kan göras med en hög matningshastighet utan att den större massan behöver röras våldsamt fram och tillbaka, medans man undviker många av problemen med en lång bowdenslang och det borde gå utmärkt att printa tex NinjaFlex och andra "svåra" filament då bowdenslangen inte behöver vara en halvmeter lång och vända 180 grader och därmed orsaka massa friktion utan det i princip bara matas rakt ner till hotenden genom en kort bit slang
Linjärsytemet är egentligen inte bundet till ett kartesiskt heller, man skulle kunna bygga en delta på samma princip med dubbla motoruppsättningar och dubbla uppsättningar armar som rör sig på samma skenor, för att flyga extrudern ovanför men nära en viktoptimerad nozzle!
Nackdelen är att det krävs en mer avancerad motion planner med lite specialkod för att synka dom båda linjärsystemen, dubbla antalet stegmotorer, dubbla antalet drivare, dubbla antalet homeswitchar osv... så det är en dyrare lösning men för mig (iaf för mitt trötta huvud) så känns det som en tekniskt bättre lösning.
Vad tror ni om detta?