Czas czytania: 4 min.
Artykuł powstał we współpracy z autorem zewnętrznym i jest publikowany gościnnie poza naszym standardowym procesem redakcyjnym. Traktuj go jako materiał uzupełniający.
Drukarki 3D typu CoreXY to nowoczesne konstrukcje, które coraz częściej zastępują klasyczne układy kartezjańskie. Ich wyjątkowość polega na tym, że ruch głowicy w osiach X i Y nie jest realizowany przez osobne, poruszające się silniki, lecz przez dwa stacjonarne silniki zamontowane w ramie. Połączone specjalnym systemem pasków w układzie przypominającym literę „H”, współpracują ze sobą, aby przesuwać głowicę z dużą prędkością i precyzją. Dzięki temu masa ruchomych elementów jest znacznie mniejsza, co przekłada się na stabilniejszą pracę, wyższą dokładność i możliwość osiągania imponujących prędkości druku. Co jeszcze warto wiedzieć o CoreXY?
Czym jest CoreXY?
CoreXY to specyficzny układ mechaniczny wykorzystywany w drukarkach 3D typu FDM, którego zadaniem jest sterowanie ruchem głowicy drukującej w osiach X i Y. Zamiast klasycznego układu, w którym każda oś ma osobny silnik poruszający się wzdłuż prowadnicy, CoreXY używa dwóch stacjonarnych silników zamontowanych na ramie drukarki. Ich współdziałanie, w połączeniu ze specjalnie poprowadzonymi paskami zębatymi, pozwala na precyzyjne i szybkie przesuwanie głowicy drukującej po całej powierzchni roboczej.
Jak działa CoreXY?
System CoreXY opiera się na współpracy dwóch silników krokowych i układu pasków w charakterystycznym kształcie litery „H”. Każdy pasek przebiega przez szereg kół pasowych i częściowo przecina drogę drugiego, ale nie styka się z nim. Takie rozwiązanie umożliwia równomierne przenoszenie siły i precyzyjną kontrolę nad ruchem głowicy.
W systemie CoreXY ruch głowicy drukującej powstaje z kombinacji pracy dwóch silników krokowych. Każdy z nich wprawia w ruch pasek zębaty, a te paski są ze sobą tak poprowadzone, że efekt końcowy zależy od tego, w jakim kierunku i z jaką prędkością obracają się silniki.
Ruch w osi X (lewo–prawo)
Jeśli oba silniki obracają się w tę samą stronę i z identyczną prędkością, paski ciągną głowicę w bok. Ruchy w osi Y wzajemnie się znoszą, dlatego głowica przesuwa się wyłącznie wzdłuż osi X.
Ruch w osi Y (przód–tył)
Jeżeli silniki obracają się w przeciwnych kierunkach, ale w tym samym tempie, siły w osi X się kasują, a zostaje tylko ruch w osi Y. Dzięki temu głowica przesuwa się do przodu lub do tyłu względem stołu roboczego.
Ruch po przekątnej i w dowolnym kierunku
Najciekawszy efekt pojawia się wtedy, gdy silniki pracują z różną prędkością. Wtedy głowica nie porusza się tylko wzdłuż jednej osi, ale zaczyna pracować po skosie. Dobrymi przykładami są:
- jeśli jeden silnik obraca się szybciej, a drugi wolniej, głowica przesuwa się pod kątem,
- zmieniając proporcje prędkości silników, można sterować kierunkiem i uzyskać dowolny ruch po płaszczyźnie XY,
- gdy prędkości się dynamicznie zmieniają, możliwe jest rysowanie krzywych, okręgów i innych kształtów z dużą płynnością.
Wszystko to dzieje się bez konieczności przesuwania ciężkiego stołu roboczego w osi poziomej. W drukarkach CoreXY stół zazwyczaj porusza się tylko w osi Z (góra–dół), co zwiększa stabilność całego procesu i pozwala na dokładniejsze nakładanie kolejnych warstw materiału.
Zalety drukarek CoreXY
W konstrukcji CoreXY głowica drukująca jest lekka, ponieważ nie przenosi na sobie dodatkowych silników, a cały ciężar pozostaje zamocowany w ramie. Dzięki temu mechanizm może poruszać się znacznie szybciej niż w klasycznych drukarkach kartezjańskich, gdzie silniki często podróżują wraz z osią. W praktyce oznacza to, że drukarki CoreXY mogą osiągać prędkości rzędu kilkuset milimetrów na sekundę bez utraty dokładności.
Większa precyzja i jakość wydruków
Mniejsza masa elementów w ruchu oznacza, że łatwiej jest kontrolować nagłe zmiany kierunku i ograniczyć powstawanie wibracji. W tradycyjnych drukarkach cięższa karetka powoduje, że przy gwałtownym hamowaniu lub skręcaniu mogą pojawiać się niedokładności. Najczęściej są to rozmazane narożniki albo efekt „ghostingu”, czyli cieni wzdłuż ścianek wydruku. CoreXY dzięki swojej konstrukcji minimalizuje te problemy.
Stabilność mechaniczna
W drukarkach CoreXY stół roboczy porusza się jedynie w osi Z, czyli góra–dół. Oznacza to, że podczas pracy nie przesuwa się w lewo, prawo, przód ani tył. Brak takiego ruchu eliminuje problem wstrząsów i przesunięć, które w tradycyjnych konstrukcjach mogą wystąpić przy cięższych i większych wydrukach.
Oszczędność miejsca
System pasowy w CoreXY został zaprojektowany w taki sposób, aby maksymalnie wykorzystać przestrzeń wewnątrz drukarki. Głowica może dotrzeć niemal do każdej krawędzi ramy, a powierzchnia robocza w stosunku do wymiarów zewnętrznych urządzenia jest bardzo korzystna. W praktyce oznacza to, że nawet w mniejszej, kompaktowej drukarce CoreXY można drukować modele o większych wymiarach, niż sugerowałby jej rozmiar.
Możliwość pracy z wymagającymi materiałami
Dzięki temu, że silniki w drukarkach CoreXY są umieszczone w ramie, a nie w ruchomych elementach, łatwiej jest obudować całą przestrzeń roboczą i utrzymywać w niej stabilną, podwyższoną temperaturę. Ma to ogromne znaczenie przy pracy z filamentami, w tym ABS, nylon lub poliwęglan, które wymagają równomiernego nagrzania komory, aby uniknąć pęknięć i odkształceń wydruku.
Twórz więcej z Botland - od druku 3D po elektronikę
Drukarki 3D i filamenty to dopiero początek. Odkryj również Arduino, Raspberry Pi, robotykę, elektronikę i produkty do nauki programowania. Sprawdź pełną ofertę Botland.
Wady systemu CoreXY
Choć CoreXY ma wiele mocnych stron, nie jest całkowicie wolny od wyzwań technicznych. Sama konstrukcja jest bardziej skomplikowana niż w tradycyjnych drukarkach kartezjańskich, co oznacza, że wymaga większej precyzji podczas projektowania i montażu. Ważnym elementem są tutaj paski zębate, które muszą być odpowiednio naciągnięte i ustawione, aby zachować pełną synchronizację ruchu. Zbyt luźny pasek prowadzi do utraty dokładności i powstawania przesunięć warstw, natomiast zbyt mocno napięty może powodować dodatkowe obciążenie silników i szybsze zużycie elementów mechanicznych. Do tego dochodzi jeszcze kwestia samej ramy drukarki, która nie jest wystarczająco sztywna, mogą pojawić się drobne luzy, które wprost przekładają się na spadek jakości wydruków, zwłaszcza przy wyższych prędkościach.
