在3D打印机社区中,有一个小而热烈的讨论是关于3D打印机使用的轴承和轴套,以及如何优化它们以创建更好的打印机和更好的打印质量。
一些人认为,3D打印将与全球化背道而驰,因为它将确保终端用户开始生产他们所消费的许多产品。另一些人则认为,通过3D打印技术,制造业将发生根本性的变革。打印机行业的许多人都致力于提高3D打印的质量和速度。这项任务包括改进所有打印机部件,使它们达到最佳状态,这包括组成线性运动系统的轴承和衬套。
为什么线性运动系统在3D打印中很重要
在大多数3D打印机中,构建平台(包括挤出机)在移动时滑过光滑的棒。抛光棒支持部件和引导挤压机沿直线路径的运动。轴承或衬套使用在直钢棒上,以创建运动是平滑的和无jerk,挤出机是在一个单一的方向移动。
在3D打印机爱好者中,轴承和衬套可供选择,包括各种材料的衬套,线性轴承,往往是由青铜制成,并在内部有一排排的滚珠轴承。
轴套,或轴套轴承,看起来像管子,可以由青铜或聚合物制成。这两种类型都试图实现降低功率、噪音和磨损。青铜衬套有时需要用油浸渍或需要外部润滑。

这是一个韦斯康特3D打印机套管的特写。
青铜衬套爱好者欣赏较低的成本比线性轴承的应用。此外,由于它们可以在硬化轴或不太昂贵的非硬化轴上运行,辅助设备往往更便宜。
然而,青铜衬套也有批评者。青铜衬套可以磨损在轴,他们有时需要大量的润滑定期。此外,润滑有时会形成一种砂砾状混合物,在轴上磨损。青铜衬套也可能有粘滑问题,这导致在印刷时的一个不稳定的运动,因为衬套容易粘在轴上,然后滑过轴。它们也可能有很大的公差,在那里它们不是按照规格制造的,这可能使它们不适合3D打印机。
对于那些对套筒轴承感兴趣的人来说,聚合物轴套是另一种选择,可以由一系列材料制成。滑杆也可能是廉价聚合物的问题,有时伴随大规模生产轴承的宽公差也可能是一个问题。大量生产的聚合物轴承偶尔在有限的尺寸,并可能不能满足消费者的需求。
高端自润滑聚合物倾向于降低粘滑的可能性,特别是在摩擦系数较低、动态摩擦系数和静态摩擦系数相似的情况下。与聚合物套管制造商,它可能得到确切所需的公差和精确尺寸所要求的。
线性滚珠轴承也在使用中,是青铜和聚合物衬套的替代方案。它们也可以是管状的,法兰或枕头盒,但具有沿其内径的线性滚珠轴承。这些在轴上运行,使动作滚动一个而不是滑动。
直线球轴承的成本也可以根据质量显著变化。耐用的知名直线球轴承可以比衬套昂贵。此外,它们应该与硬化的轴一起使用,以使球不会吃进轴;与之相关的辅助设备可能很昂贵。
一些人建议,维护可以更高,并需要监测润滑,以确保线性球轴承的性能。此外,由于污垢和灰尘会与润滑脂结合,如果含有砂砾的润滑成为一个重大问题,这些球最终会跑得更响,甚至堵塞。
在RIPRAP打印机中选择轴承或衬套的问题似乎更加明显,涉及高度的创新程度。该打印机社区的文化促进了个性化和适应。从本质上讲,用户可以根据偏好替换所有组件,甚至可以使自己所需的组件替换。

南非计算机组件的3D打印机内的Vesconite Hilube衬套视图。
对于那些转换他们的机器或那些致力于修改,关于是否使用轴承或轴套的辩论是特别相关的。一种选择是包括生产目录中所描述的特定部件。
3D打印机用户报告了一种被称为酒窝和粉刺的现象,当杆变形时。这种现象是由于当衬套或轴承从一边移动到另一边时,杆的一边轻微抬起,另一边轻微倾斜造成的。这通常是杆磨损的结果。3D打印机用户报告说,引入Vesconite Hilube衬套后,这种现象就消失了。Vesconite Hilube是Vesconite系列中的一种热聚合物,适用于潮湿条件下的作业,包括泵和海洋应用。
该材料是自润滑的,不需要润滑脂,聚合物套管需要很少的维护。由于配合表面没有嵌入砂砾状的润滑脂混合物,因此消除了这种被污染的油性混合物不断运动所造成的磨损。金属对金属接触引起的磨损也成为过去,因为耐磨的聚合物平滑地滑过棒子。
Vesconite Hilube对钢的非润滑摩擦系数为0.1,静摩擦系数低至0.08。这些摩擦系数使衬套沿杆的运动平稳,也消除了挤压机移动到新位置时的突然运动(粘滑)问题。
vesconite.
vesconite.com
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