A lineáris sínekről azt tartják, hogy pontosabbak és és simább a mozgásuk. De vajon ez igaz is?
A lineáris sínek – vagy más nevükön gördülővezetékek, lineáris csúszkák – gyakori elemei a CNC-gépeknek, vízsugaras vágóknak, lézervágóknak, és minden olyan helyen, ahol elvárt a pontosság és a kotyogásmentesség.
A lineáris sínek két fő részét különböztetjük meg: van a merev acélsín – ez lehet szénacél, csapágyacél, rozsdamentes acél – és ezen foglal helyet egy lineáris kocsi – vagy lineáris szán – amely az acélsínen csúszik. A lineáris kocsi leggyakrabban egy zárt vagy félig nyitott golyóskosárral van felszerelve, ebben a gördülőelemek – leggyakrabban golyóscsapágyak – szabadon elgördülnek ahogy csúszik a kocsi a vezetéken, ezek egymáshoz érnek és folyamatos sort alkotva visszavezetik őket a már elhagyott pozícióba. A golyók nem, vagy alig érintkeznek egymással, így folyamatosan gördülnek a megvezetési pályán. A csapágygolyóknak ajánlott kenőanyagban – zsír vagy olaj – futnia, így kevésbé melegszik fel nagy sebesség mellett, valamint csökkenti a kenőanyag a mozgási ellenállást, és a hőfejlődést. A tengely kialakítása lehetővé teszi, hogy a csapágygolyók segítségével a lineáris kocsi szoros tűréssel illeszkedjen a tengely bármelyik pontján, így a mozgási irányokat csak a lineáris tengely hosszára korlátozza, kifejezetten minimális – akár nulla – az oldalirányú elmozdulás.
A lineáris sínekkel felszerelt nyomtatók tehát kihasználják ezeket az előnyöket, hogy jobb nyomatokat kapjunk a nyomtatás során. Elviekben.
Előnyök
A legtöbb 3D nyomtató edzett acél lineáris rudakat tartalmaz, amelyeket lineáris golyóscsapágyakkal együtt használnak. Ez nyomtatók tízezreinél használt megoldás. De vajon mit tudhat még a lineáris sín, amit a lineáris tengely nem?
Lássuk:
- A lineáris sínek merevebbek – kevésbé hajlanak meg, mint a lineáris tengelyek. A mechanikai jellemzők miatt nagyobb szilárdsággal rendelkeznek, mint az általánosan használt köracél rudak.
- Nagyobb pontosság, egyenletesebb mozgás – A lineáris síneket általában sokkal szorosabb illesztéssel gyártják, mint a lineáris tengelyeket. Ez csökkenti a játékot és a kotyogást.
- Egy lineáris sín elég – A szorosabb illesztésű gyártás miatt egyetlen sín is elég, hogy ne mozduljon el oldalirányban a kocsi, és a ráerősített alkatrészünk. Lineáris rudak alkalmazása esetén minimum kettő szükséges, hogy ne tudjon elfordulni, ez plusz súlyt okoz, és geometriai, ezáltal beállításbeli problémákat is okozhat bizonyos esetekben.
- Könnyebb, pontosabb szerelés – A lineáris sínek felerősítése sokkal egyszerűbb, mint a lineáris rudaké. A sínen és a kocsin szabályos távolságra elhelyezett furatok találhatóak, ezekkel egyszerű csavarozással rögzíthetőek az elemek. Lineáris rudak esetén különböző plusz felfogató megoldásokat kell alkalmazni kevésbé precíz módszerekkel.
Hátrányok
Természetesen nincs olyan lehetőség, hogy csak előnye van valaminek, ugyanez igaz a lineáris sínekre is.
- Drága – Még a legolcsóbb lineáris tengely is egy nagyságrenddel drágább mint egy lineáris tengely, így érdemes átgondolni, hogy belefér-e a költségvetésünkbe, vagy megelégszünk a lineáris tengelyeinkkel. A precízebb és simább mozgásnak, nagyobb merevségnek ez a különbözete.
- Óvatos bánásmódot igényel – nem szabad szerelés közben leejteni, ilyen esetben a benne lévő csapágygolyók szétszóródhatnak. A lineáris csapágyakkal ellentétben, ahol egy teljesen zárt golyóskosárban van az összes csapágy, itt nincsenek zárva vagy befogva. Csak egy vékony fémszalag tartja a helyén a golyókat. Kiesésük esetén a mozgás darabos lesz, érzékenyebbé válik az oldalirányú erőkre – ezt azt jelenti hogy oldalirányban elkezd kotyogni, valamint a mozgás darabossá válik. Hiszen a golyók folyamatosan gördülnének, de ahol nincs/hiányzik golyó, ott nagyobb erővel fog tudni bekapcsolódni a gördülési sorba az adott golyó, esetenként be is szorulhat.
Lineáris sínekkel gyárilag szerelt nyomtatók
Néhány gyártó már alapesetben lineáris sínekkel szerelve dobja piacra a gépeit. A költségük miatt nem ezek a jellemzőek. Ezek már erős középkategóriát, vagy ipari kategóriát képviselnek. A legtöbb hobbinyomtató V-hornyú görgőket használ, ezek lényegesen olcsóbbak (például Creality Ender 3 és típusváltozatai).
Gyárilag lineáris sínnel szerelt nyomtató például a Markforged Mark Two, Prusa XL, E3D Toolchanger.
Néhány DIY nyomtató projekt – például Voron, BLV MGN12, és az én személyes kedvencem, a HEVOrt – legalább egy tengelyen lineáris síneket használnak, és nyílt forráskódúak. Mindhárom projekt népszerű a hobbi nyomtatóépítők körében.
Összesítés
Önmagában, a technikai képességeket tekintve igen, jobbak. Precízebbek, halkabbak, egyenletesebb mozgást kínálnak, javítva a nyomtatási minőséget és a megbízhatóságot. Jó megtervezéssel súlycsökkentést is elérhetünk.
Azonban van egy gátló tényező: az áruk. A lineáris rudak és a golyóscsapágyak sok esetben – főleg hobbiszintű nyomtatósoknál – bőven elegendő. Amennyiben nem áll rendelkezésre a megfelelő keret, és nincs szükség a lehető legjobb teljesítményre, akkor nem muszáj átalakítani, megvenni a drága szettet.