Шарико-винтовая передача SFU1605 400 mm: модернизируем 3D принтер

Небольшой обзор шарико-винтовой пары винт+гайка SFU1605

И предлагаю обсудить установку ШВП в 3Д принтер.
Речь идет про H-боты и CoreXY из фанеры и профиля.

Установка ШВП на ось Z позволяет убрать некоторые эффекты механики, влияющие на качество результата, а именно люфты, «эффект резьбы» и прочие дефекты.
Добиться улучшения качества печати можно также и другими способами.
Обо всем этом речь пойдет под катом


Итак, прошлый раз поднимали уже тему про шарико-винтовую передачу и 3Д печать и так и не пришли в общему мнению.
Я попытаюсь просуммировать информацию.

Варианты установки ШВП на ось Z для подъема стола:

1) На супортах-подшипниках типа BK10/BF10 для SFU1204, типа BK12/BF12 для SFU1605/1610. Встречаются компоновки на фланцевых подшипниках FK/FF — зависит от конструкции.

Вот собственно говоря, пример моего подражания. Идею по размещению ШВП брал отсюда, с этой модели

Вообще существуют серийно выпускаемые 3д принтеры, с ШВП (Greality, Chronos, Wanhao и т.п.)

2) Неплохой вариант для установки комплекта мотор-винт со свободным концом — фактически эконом вариант первого предложения. Убираем суппорты, винт крепится нижним концом в моторе, гайка — к столу/каретке.

3) Вариант с установкой комплекта мотор-винт позволяет экономить место по Z (около 60 мм из-за отсутствия муфты). Экономим место и деньги.


Плюсы установки ШВП в 3Д принтер:
1) Убирается эффект «резьбы» — периодически повторяющиеся дефекты слоев по высоте на принтерах, на которых стоит шпилька по Z, крайне заметно при кривых шпильках
2) Убираются люфты перемещений.

Сразу сказу, что есть более дешевые способы убрать люфт — гайки Т8 с преднатягом, гайки из нейлона/POM. Можно поставить нормальные проверенные винты Т8 (купить партию, проверить все, отбраковать откровенное г..., установить более-менее хорошие)

Теперь пару слов про установку.
Для фанерных принтеров чаще всего предлагают установить мотор-винт для экономии места.
Так как установка комплекта ШВП не предполагает разборку пары винт-гайка, то для комплекта мотор-винт потребуется специальный вырез с накладкой в месте крепления мотора.

Для экспериментов взял одну из ШВП, купленных в свое время для ЧПУ станка (ось Z)
Характеристики лота:
Модель: SFU1605
Диаметр: 16 мм
Перемещение: 5 мм/оборот
Длина винта: 400 мм
Масса: 705 г.
Комплект: винт + гайка

Итак, внешний вид комплекта

400 мм — даже многовато для оси Z деревообрабатывающего станка, но для 3Д принтера самый раз.

Конец — обработан под посадочное место под суппорты BK/BF/FK/FF. Если речь идет про установку в мотор-винт, то схема обработки там другая.

Фотография гайки. Хорошо видно техническую смазку

В комплекте с ШВП были суппорты. возможно пойдут для установки в принтер (при соответствующей переделки корпуса)

Оба суппорта


Сравнение суппортов с различными типами подшипников 6000ZZ и 6000RS. Последний из обозреваемого комплекта

Суппорт BF12

Гайка и кольцо из комплекта суппорта

Еще раз размеры. Для BF12 это 10 мм, для BF10 это 8 мм

Посадочное место BK12 (12 мм). Для винта 1204 и суппорта BK10 будет 10 мм.

Фотография перед сборкой ШВП

Фиксирующая гайка

Вариант сборки на суппортах. Подумывают все таки оставить со свободным концом вверху, так как нагрузка будет небольшая.

Для сборки потребуется переделать каретку-стол. Берем чертеж фанерного бота. Нужно увеличить отверстия под винт и гайку

Диаметр гайки составляет 28мм, диаметр винта 16мм (для SFU1605, для SFU1204 будет 12мм соответственно), а также есть 6 крепежных отверстий под гайку.

Доработанный чертеж. Лучше сделать заново на ЧПУ или лазерной резке, чем растачивать самому — будем соблюдать соосность

При сборке соответственно ставим гайку SFU вместо гайки Т8.

Вот примерно как должно выглядеть это после установки в фанерный принтер

Внешний вид Зава с SFU1204


Верхний конец ШВП не закреплен. В идеале хочу добиться вот такого




В прошивке не забывайте сделать пересчет шагов по оси Z за один оборот. Для SFU1605 это составляет 5мм на оборот, для SFU1610 это 10 мм на оборот, для SFU1204 это 4 мм соответственно.

По результатам оценочных прикидок могу сразу сказать, что экономически оправдано брать ШВП типа 1204 без суппортов, а в идеале — мотор-винт с 1204 нужного размера.

Спасибо за просмотр!
Картинка в тему качественной 3Д печати (sls)