私は実際にPrusa i3フリーベイクローンを再加工してすべての軸にリードスクリューを使用した人物としてこれに答えます。問題を掘り下げる前に、バックラッシュの問題は、ボールねじがどのように機能するかのように、スプリング式の真ちゅうナットで簡単に解決できます。他の多くの問題があるので、それは解決するのが最も簡単な問題です。
ショートバージョン/ tl; dr
ハードウェアはそれほど多くのマイクロステップを処理できません。
クロストークとモーターのインダクタンスにより、速度と加速度が制限されます。
（2）のために、印刷品質は本当に奇妙な方法で低下します。
親ねじは、長期間にわたってすばやく移動するように作られておらず、グリースがあっても摩耗します。
モーターがバラバラにならないようにし、フレックスカップリングによるバックラッシュをなくすには、追加のベアリングサーフェスが必要です。
システムは、非常に破壊的な故障モードになりやすくなります。
長い説明
最初
あなたが気づくのは、あなたがひどく、ひどく遅い動きと加速率に制限されているということです。私のネジは8 mmネジで、8 mmピッチです。つまり、8 mm移動するのに200ステップ必要です。1/16マイクロステップで乗算すると、8ミリメートルの移動あたり3200マイクロステップになります。印刷しようとしている速度を掛け、次に使用している軸の数を掛けます。十分な速さで印刷すると、RAMPSボードが複雑な動きで途切れ始めることがわかります。
二番目
モーターのインダクタンスの限界にすぐに達します。「標準」電力レベル（ノックオフNEMA17モーターを作動させないレベル）では、セットアップ全体で24 Vに切り替えた後でも、モーターを回転させることができる最速は約5回転/秒でした。これは、16,000マイクロステップ/秒に相当します。 2番目は8mmピッチのネジです。参考までに、これはゼロ負荷の下で、8 mmピッチの私のN17が移動できる最速が約40 mm / sであることを意味します。
基本的にはモーターコイルを数キロヘルツで実行しています。つまり、クロストークを防ぐためにワイヤーを分離してシールドすることに注意する必要があります。また、ステップ周波数が上がると、ステップトルクが劇的に下がるという事実に加えて。これにより、モーターが所定の速度で押すことができるベッドの重量が制限されるだけでなく、ベルト駆動システムよりもモーターとベッドの慣性について心配する必要さえあります。したがって、200 mm / s 2の加速度を伴う30 mm / sジャークの代わりに、突然、たとえば5 mm / sのジャークと40 mm / s 2の加速度に制限されます。
前述のように、最良の結果を得るには、システム全体を24 Vに変換する必要があり、これを簡単に実行できるようにすべてのボードが構成されているわけではありません。私の安価なRAMPSクローンは、ダイオードを1つ取り外すだけで十分でしたが、この点ではYMMVで問題ありませんでした。
この特定の問題は、モーターを減速することで解決できますが、その時点で、ギアの歯間またはベルトドライブシステムにバックラッシュの新しい発生源が導入され、ある程度は打ち負かされました。
第三
この影響により、押し出しアーチファクトが発生します。基本的に、ノズル内のプラスチックは流体であり、非常に粘性が高く、小さな穴から押し出されます。流体圧力は、押出機モーターが起こっていると考えているものよりも「遅れ」ます。
最終結果は、加速している間、敷設しているラインが本来よりも細く、減速中に本来よりも太くなり、各コーナーで奇妙な「グロブ」が発生する傾向があることです。停止します。私にとって、0.4 mmのノズル、0.8 mmのライン幅、および0.2 mmのレイヤーの高さで、これらのアーティファクトは、スプリング式のデュアルナットが付いた密結合親ねじで得ていた追加の精度を実際に完全に相殺しました。パーツは、以前よりも寸法精度が低くなり、非常に奇妙な変形が生じました。
ファームウェアでこの特定の効果を試すために使用できる設定はありますが、プロセスは面倒で、試行錯誤が多く、30秒ごとにファームウェアを再コンパイルするのは面倒です。行の幅、速度と加速の設定、レイヤーの高さで、印刷品質を変更したいときはいつでもファームウェアを再コンパイルする必要があります。スーパー、スーパー迷惑。
第4
親ねじは、実際にはこれのために設計されていません。一定の往復運動により、真ちゅう製のナットだけでなく、ねじの鋼糸さえも徐々に摩耗します。ネジの下のすべてに黒い粉状の残留物ができます。これは、X軸では通常、印刷も意味します。誰もが鋼粉がそれらの層の接着をめちゃくちゃにしたくありません。
私の場合、この問題を防止するために、シリコーン/ PTFEグリースであるSuperlubeを使用しましたが、これは、バネ仕掛けの真ちゅうナットがある場合にのみうまく機能します。結局、彼らは潤滑油のほとんどを押し出します。さらに、潤滑剤は、金属粉末を形成して保持する傾向があり、まだ潤滑されている領域の摩耗を促進します。
第五
ベアリング。モーターは内部ベアリングを備えているため、一般的に吸引され、あらゆる方向の重い負荷には対応できません。ベアリングが原因でY軸N17モーターが故障し、パウダーがコイル全体に広がったとき、その一部がエナメルを通り抜けてワイヤーがショートしたことがわかりました。
さらに、わずかなずれが原因でモーターが急に破片に変わるため、ほぼ確実にフレックスカップリングを使用することになります。フレックスカップリングは、軸方向にある程度の降伏があり、主に圧縮荷重を受けるように設計されており、繰り返し伸ばすと故障する傾向があります。
Z軸の場合、システム全体が重力で押さえられているため、これは通常問題ではありませんが、X軸とY軸では、キャリッジまたはベッドが方向を切り替えるたびに、1〜2ミリの奇妙なオフセットが発生します。そのため、モーター自体が耐荷重性を持たないこと、および回転できる間はネジがフレームに対してロックされたままであることを確認する必要があります。
これは、スラストベアリングを押すか、通常のボールベアリングに乗る親ねじの両端にリングを固定することで実現できます。理想的には両方を実行できますが、これはスペースが足りないかもしれない奇妙な場所にブラケットがたくさんある高価なベンチャーに変わります。私はこの問題を解決するために約20 mmのベッド移動を失うことになりました。
第六
コンポーネントが失敗したときに何が起こるかを考える必要があります。私にとって、それは私のエンドストップでした。最初の失敗は、上記のクロストークの問題によるものでした。Yストップがトリガーされ、時間の経過とともにベッドがプリンターの前面に向かって移動し始め、最終的にプリンターはベッドをプリンターフレームの前面に移動させようとし始めました。
成功しました。
2回目は、エンドストップスイッチが機械的に故障しただけです。ベルトの移動はプーリーで停止します。親ねじは、ねじの最後まであり、ベルトよりもはるかに低いギアになっているため、より多くのトルクが関係します。この問題のために、プリンターフレームを3回別々に破壊しました。また、Y軸のフレックスカップリングがスナップしたときにもう一度破壊しました。これにより、モーターはネジを一方向に簡単に回転させることができましたが、別の方向には回せませんでした。今回は、プリントベッドを前方ではなく後方に移動させ、Yモーターをブラケットとフレームに再び引っ張りました。
結論
X / Yネジは必ずしも悪い考えではなく、単に3Dプリントの高価で面倒なものです。これらは、CNCミル、機械式彫刻機などの低送りアプリケーションに非常に適しています。レーザープリンターのような高精度のアプリケーションでさえ、ねじ駆動式のキャリッジではなく、ベルト式のキャリッジを使用する傾向があることに気づくかもしれません。ネジは高負荷、低速の用途にはるかに適していますが、プリンターはその逆になる傾向があります。
私のように、ベルトの締め付けが不十分なためにバックラッシュを解消しようとしているのなら、答えはより良いプリンターを作ることです。モーター端のプーリーがベアリングで支えられていなかったため、モーターが故障し始める前に印刷を正確にするのに十分なほどベルトを締めることができませんでした。そこから始めて、モーターからラジアル負荷を取り除くためにフレームに支えられた小さなベアリングでモーターシャフトのプーリーのどちらかの側を文字通り単にサポートします。ベルトが伸びすぎている場合は、スチールコアGT2ベルトを使用してください。システムが全体的にずさんな場合は、より堅牢なシステムを構築します。現在のプロジェクトはHypercube Evoで、スチールコアGT2ベルトを製造するサプライヤーを見つけました。これを使用して、CoreXYベルトシステムの剛性を最大化します。フレームは30x30 mm Tスロット押し出しから作られ、12 mm Z軸ロッドと10 mm X / Y軸ロッド。大きくて高価なコンポーネントは、はるかに堅牢であり、私の安価なプリンターで長さ400 mmの8 mmロッドよりもはるかに小さく屈曲します。
お役に立てれば。（マイクロステップで私の数学を正しくするために編集されました）