مقایسۀ سیستم حرکتی پرینتر سه بعدی: CoreXY یا H-Bot: کدام یک برای شما مناسب تر است؟

سیستم محور حرکتی چاپگر سه بعدی تاثیری حیاتی در عملکرد دستگاه دارد. این سیستم، پرینت هِد را به نقطه ای می برد که برای تولید قطعه به اکستروژن متریال نیاز است. CoreXY و HBot دو مورد از محبوب ترین سیستم های حرکتی در پرینترهای سه بعدی Fused Filament Fabrication یا یا متریال ترموپلاستیک محسوب می شوند.

​

تفاوت های اصلی بین پرینترهای سه بعدی CoreXY و HBot

تفاوت های اصلی بین پرینترهای سه بعدی CoreXY و HBot در ادامه آمده است:

· CoreXY معمولاً از تسمه های بیشتر یا بلندتر استفاده می کند، در حالی که طراحی H-Bot بسیار ساده تر است.

· CoreXY پایدار است و موتورها ثابت هستند، در حالی که H-Bot ممکن است چندان پایدار و ایستا نباشد و بنابراین مشکل دقت در این پرینترها مشکلی رایج به شمار می رود.

· مکانیسم های CoreXY فشرده، دقیق، خطی و قابل تکرار هستند، در حالی که H-Bot برای پایدارتر شدن به تلرانس های سفت و سختی نیازمند است.

مزایا و معایب استفاده از CoreXY و H-Bot در چاپگر سه بعدی چیست؟ در ادامه جزئیات مربوط به این دو سیستم را بررسی می کنیم تا اطلاعات بیشتری دربارۀ این مکانیسم های حرکتی بدانید و خودتان تصمیم بگیرید که از کدام یک بهره ببرید.

مکانیک حرکتی CoreXY در چاپگر سه بعدی چیست؟

CoreXY به مکانیسم حرکتی چاپگر یا اگر بخواهیم بهتر بگوییم، چگونگی طراحی دستگاه برای حرکت در محورهای X، Y و Z اشاره دارد.

CoreXY برای انجام کار به دو موتور استپر نیاز دارد، نه سه موتور؛ و این موتورها می توانند به طور همزمان و مستقل از یکدیگر حرکت کنند. در پرینترهای دکارتیِ قدیمی، هر محور موتور مخصوص به خود را داشت.

بستر چاپ در محور Z حرکت می کند، جایی که عمق مدل سه بعدی ساخته می شود، در حالی که محورهای X و Y در حیطۀ کاری نازل قرار دارند.

CoreXY در سیستم دکارتی توسعه یافته است. مثلاً، CoreXY چندین صفحه دارد تا تسمه ها آزادانه حرکت کنند، و وقتی موتورها در جهتی یکسان کار کنند، پیچش و خطای کمتری اتفاق می افتد.

علاوه بر این، موتورهای دو محور X و Y ثابت نگه داشته می شوند. یعنی نگرانی شما دربارۀ قطعات متحرک کمتر می شود. و چون این موتورهای در جای خود تکان نمی خورند، اینرسی کمتری وجود دارد که همین امر امکان شتاب‌ گیری سریع را فراهم می کند.

CoreXY ساده و سرراست است. شما می توانید تنها با سه صفحۀ ساختاری آن را راه بیندازید. این طراحی همچنین با انواع متریال و اندازه های مختلف چاپگر سازگار است. ساختن سیستم CoreXY بسیار آسان است می توانید از قطعات مختلف برای ساخت آن استفاده کنید.

پیش از خرید: ضعف های پرینترهای CoreXY

CoreXY برای انجام کار به‌عنوان یک سیستم حرکتی به تسمه ها متکی است. مشکل این است که باید تسمه ها را تراز کنید تا کاملاً موازی یکدیگر قرار بگیرند.

همچنین احتمال بروز مشکلات مربوط به تَنشِ زیاد یا کم وجود دارد که می تواند منجر به خرابی چاپ شود. خود تسمه نیز می تواند چاپگر سه بعدی را به سرعت فرسوده کند یا از دقت آن بکاهد.

هنگام مونتاژ پرینترهای CoreXY، قاب دستگاه باید مکعبی کامل و دقیق باشد؛ وگرنه چاپ ها منحرف و کج می شوند.

اکثر گزینه های مقرون به صرفه در این نوع چاپگرها به صورت کیت ارائه می شوند، یعنی باید آنها را مونتاژ کنید. و در برخی پرینترهای سه بعدی، فرایند مونتاژ اصلاً ساده و راحت نیست!

مزایا و معایب کلی پرینترهای CoreXY (کورِکسی)

مانند هر دستگاه دیگری، داشتن پرینتری سه بعدی با مکانیسم CoreXY مزایایی دارد. این مزایا بدین ترتیب هستند:

· چاپ سریع و باکیفیت، به‌ ویژه در مقایسه با سایر پرینترهای متریال پلاستیک.

· حجم ساخت بیشتر نسبت به اندازۀ چاپگر، به این معنی که می توانید اشیاء بزرگ تر را بدون نیاز به تهیۀ دستگاه بزرگتر چاپ کنید.

· به دلیل ثبات موتورها و دروازه های سبک وزن بسیار پایدار است.

· اکثر سازندگان مطرح جهانی، مکانیک کورکسی را برای توسعه محصولات خود انتخاب کرده اند.

با این حال، این سیستم بی عیب نیست و معایبی هم دارد:

· به دلیل تنوع صفحه ها، باید زمان بیشتری را صرف نگهداری و مراقبت از پرینترهای CoreXY کنید و هر تسمه باید به درستی سفت و تنظیم شود.

· این پرینتر به انرژی بیشتری نیاز دارد. وجود دو موتور مصرف برق را افزایش می دهد و شاید به تنظیمات زیادی نیاز پیدا کنید.

· گاهی خطاهای چاپی بیشتری نسبت به پرینترهای سه بعدی مشابه داشته باشد.

بهترین پرینترهای CoreXY

با توجه به سرعت، سادگی و انعطاف پذیری این سیستم، بسیاری از تولیدکنندگان پرینترهای سه بعدی از این مکانیسم حرکتی برای چاپگرهای خود استفاده می کنند. در ادامه چند نمونه از بهترین دستگاه ها آمده است:

پرینتر سه بعدی Two Trees Sapphire-Pro

این پرینتر سه بعدی نوعی چاپگر آلومینیومی CoreXY با سطح صاف و درایوِ موتورِ تفکیک شده است. این پرینتر نسبت به چاپگرهای مشابهی که از مکانیسم حرکتی CoreXY استفاده نمی کنند، کم صداتر است.

این چاپگر همچنین بسیار مستحکم و سریع است. در ضمن، دارای ویژگی ها تکمیلی مانند توانایی ازسرگیری چاپ در صورت اتمام متریال یا خاموشی دستگاه می باشد.

برای سهولت در کار با این پرینتر، یک صفحه نمایش لمسی 3.5 اینچی (8.89 سانتیمتری) وجود دارد. همچنین نوعی فناوری ترازبندی خودکار دارد که با بهره گیری از حسگرها به شما کمک می کند پرینتر را سریع تر و راحت تر کالیبره کنید.

با توجه به بدنۀ فلزی‌اش، بسیار بادوام است. بستر گرم شوندۀ آن ابعادی 92.5 اینچی (235 میلیمتری) در هر طرف دارد و شما می توانید مدل هایی تا ابعاد 86.6 x 86.6 x 92.5 اینچ (220 x 220 x 235 میلیمتر) را با استفاده از آن چاپ کنید.

مزایا

· بسیار مقرون به صرفه است، به خصوص اگر ویژگی های آن را در نظر بگیرید.

· جامعۀ کاربریِ فوق‌العاده ای دارد و پشتیبانی کاربری شبانه روزی ارائه می دهد.

· درایو اکسترودر دوگانه دارد.

· بسیار دقیق است.

معایب

· ممکن است مونتاژ آن کمی چالش برانگیز باشد، که حتی با استفاده از دستورالعمل های داده شده می تواند ساعت تا طول بکشد.

· برخی کاربران معتقدند که اجزای الکترونیکی داخل این دستگاه می تواند بسیار بهتر باشد.

پرینتر سه بعدی Tronxy X55A PRO

این چاپگر سه بعدی بسیار پایدار و مستحکم است و چاپ های دقیقی انجام می دهد. این دستگاه دارای اکسترودر تیتان است که به شما امکان می دهد از انواع متریال ها و فیلامنت ها استفاده کنید.

این پرینتر از سیستم کابل‌کشی بسیار منظم و ساده و همچنین منبع تغذیۀ 24 ولتی بهره می برد که می تواند بستر را به سرعت گرم کند.

مزایا

· خدمات مشتریان عالی.

· هر چه بیشتر از آن استفاده کنید، کار با آن بهتر و راحت می شود.

· بسیار مستحکم و پایدار و برای چاپ های بلند مناسب است.

· چاپ های نهایی فوق‌العاده ای دارد.

معایب

· این پرینتر برای افراد مبتدی مناسب نیست چون به مونتاژ نیاز دارد.

· درایو اکستروژن مستقیم (Direct Drive) نیست.

· بُرد اصلی آن رمزگذاری شده است، بنابراین مانند سایر چاپگرها برای ساخت شخصی و دستی مناسب نیست.

پرینتر سه بعدی Creativity CoreXY Structure Remote Range Elf

این چاپگر سه بعدی دارای دو میله است که محور Z روی آنها سوار شده تا بتواند با سرعت و دقت بالاتری نسبت به چاپگرهای دیگر کار کند.

ابعاد این دستگاه 18.9 x 18.9 x 23.2 اینچ (480 x 480 x 590 میلیمتر) است و با استفاده از آن می توانید مدل هایی با ابعاد 11.8 x 11.8 x 13.8 اینچ (300 x 300 x 350 میلیمتر) را چاپ کنید.

همچنین دارای سنسورهایی برای تشخیصِ اتمام فیلامنت است و حتی در صورت قطعی برق می تواند چاپ را از همان جای قبلی ادامه دهد؛ بنابراین هیچ فیلامنتی هدر نخواهد رفت.

این پرینتر از صفحۀ ساخت C-magnet استفاده می کند که بسیار بادوام است و در عین حال دمای یکنواختی را در سراسر بستر پخش می کند. یک منبع تغذیۀ داخلی هم وجود دارد.

آیا نگران خدمات مشتریان هستید؟ این پرینتر از پشتیبانی 24 ساعته و مادام‌العمر برخوردار است.

مزایا

· مونتاژ آن از سایر پرینترهای CoreXY راحت تر است.

· بسیار دقیق و سریع است.

معایب

· دستگاه مستعد خراش و فرورفتگی است.

· قابلیت ترازبندی خودکار ندارد.

پرینترهای سه بعدی CoreXY: جمع بندی

نادیده گرفتن چاپگرهای CoreXY به دلیل سرعت چاپ‌شان دشوار است. همچنین، می توانید با چاپگری که فضای چندانی اشغال نمی کند، اشیاء بزرگ بسازید.

اما باید بدانید خرید چاپگرهایی که از مکانیسم حرکتی CoreXY استفاده می‌کنند، هزینۀ بیشتری برای شما دارد. یا ممکن است با مشکلاتی مانند مونتاژ نادرست و تسمه‌های تنظیم نشده مواجه شوید.

بله، اگر به چاپگرهای حرفه ای FDM نگاه کنید، اکثر آنها از طراحی CoreXY استفاده می کنند. این امر به خاطر مزایای این طراحی است. این دستگاه ها اگر به‌ درستی مونتاژ شوند و تسمه ها کشش مناسبی داشته باشند، دردسری برای شما نخواهند داشت.

اما صبر کنید، گزینۀ دیگر محور حرکتی پرینترهای سه بعدی نوع H-Bot هستند!

نام طراحی H-Bot از آنجا می آید که طرز قرارگیری آن شبیه حرف H است. این سیستم دارای طراحی شش محوره است و به همین دلیل می تواند برای کاربردهای مختلفی مانند سیستم های بازرسی، دستگاه های برداشت و گذاشت (Pick and Place) ، برش لیزر، برش سی ان سی و چاپ سه بعدی استفاده شود.

چاپگر سه بعدی H-Bot از دو موتور، ریل هایی که عمود بر یکدیگر هستند و یک تسمه تایم استفاده می کند. در نگاه اول متوجه می شوید که طراحی H-Bot بسیار ساده تر از CoreXY است.

نقص طراحی H-Bot

عالی شد، طراحی ساده و سرراست با مکانسیم حرکتی ساده تر چیز خوبی است، مگر نه؟ خب، البته چندان اینطور نیست!

طراحی H-Bot از همان ابتدای کار نقص دارد؛ این سیستم می تواند ناپایدار باشد، بویژه وقتی که محورها در حال حرکت هستند. نمی خواهیم وارد جزئیات قضیه بشویم، اما به طور کلی این طراحی در زمان کار کمی بی‌ثبات می شود.

دلیلش این است که یک سرِ محور X از سر دیگر جا می ماند و کُند عمل می کند؛ در نتیجه، کیفیت چاپ پایین می آید و حتی ممکن است مکانسیم دچار مشکل شود.

با این حال، سیستم های H-Bot در میان جامعۀ کاربران و سازندگان مبتدی محبوب هستند و علاقه‌مندان به آن می گویند که این سازوکار حرکتی در برخی سیستم های صنعتی رده‌بالا هم وجود دارد. همچنین، راه اندازی و کار با آن آسان تر است چون نیازی به نگرانی دربارۀ بازوها نیست.

تکان خوردن دستگاه پلتفرم اچ بات، بر عملکرد نهایی چاپ تاثیر می گذارد. علاوه بر این، اصلاح چنین نقصی در طراحی هزینۀ بالایی خواهد داشت. برای به حداقل رساندن لرزش به سخت افزارهایی گران قیمت با تلرانس بالا نیاز دارید. و این قطعات اغلب ساخت ژاپن یا آلمان هستند و مطمئناً هزینۀ بالایی دارند.

H-Bot: جمع بندی

اگر می خواهید پرینتر سه بعدی خود را بسازید، بهتر است H-Bot را در نظر داشته باشید. این طراحی بسیار ساده تر از سیستم حرکتی CoreXY است و به قطعات زیادی نیاز ندارد. با این حال، باید آن را به‌درستی سر هم کنید. این طراحی دارای نقصی ذاتی است که آن را مستعد دردسر می کند.

اگر پرینتر سه بعدی H-Bot سبک وزن باشد و به درستی ساخته نشود، مشکلات چاپی ایجاد می کند.

مزایا

· طراحی ساده، فقط از یک تسمه استفاده می کند.

· اگر درست ساخته شود، ارزشمند و کارآمد خواهد بود.

معایب

· باید با دقت تمام تنظیم و تراز شود.

· اندکی نیروی پیچشی می تواند باعث افت کیفیت چاپ شود.

· دردسرهای ترازبندی

· ناسازگاری با حمل و نقل و لرزش

تفاوت بین پرینترهای سه بعدی CoreXY و H-Bot

در حالی که هر دوی این طراحی ها بر اساس سیستم مختصات دکارتی ایجاد شده اند، تفاوت های مشخصی بین آنها وجود دارد. اولاً، CoreXY دارای تسمه ها و قرقره های بیشتری است. در نتیجه نیروی پیچشی یا گشتاور چندانی ایجاد نمی شود.

بدون وجود نیروی چرخش زیاد، تسمه ها و قرقره ها کمتر در معرض سایش و پارگی قرار می گیرند، بنابراین دوام بیشتری دارند. علاوه بر این، چاپگرهای CoreXY موتورهای استپر کاملاً پایدار و محکمی دارد، که این امر سرعت بیشتری به کار می دهد و در عین حال کیفیت چاپ را حفظ می کند.

چاپگرهای CoreXY به صورت افقی در دو محور X و Y حرکت می کنند. چاپگرهای H-Bot دارای دو موتور هستند که تسمه تایم را در امتداد یک محور حرکت می دهند.

از طرف دیگر، چاپگرهای CoreXY پیچیده تر از چاپگرهای H-Bot هستند. علاوه بر این، قاب دستگاه باید کاملاً مربع باشد تا دقت ابعادی چاپ خراب نشود. پرینترهای H-Bot هم از این مشکل مبرا نیستند، چون باید کاملاً تراز شوند، در غیر این صورت کیفیت چاپ بد خواهد بود.

پرسش‌ های متداول

می دانیم که این موضوعات فنی می تواند برای افراد مبتدی بسیار دلهره آور باشد، بنابراین سعی می کنیم به پرسش های خوانندگان پاسخ دهیم.

سوال: منظور از پرینترهای سه بعدی دکارتی FDM چیست؟

پاسخ: پرینتر سه بعدی دکارتی FDM از سیستم مختصات دکارتی استفاده می کند که احتمالاً از کلاس ریاضی به یاد داشته باشید. این فناوری از محورهای X، Y و Z برای تعیین مکان یک نقطه بهره می برد تا بتواند جهت حرکت پرینت هِد و موقعیت صحیح را پیدا کند.

سوال: برای ساخت پرینتر سه بعدی از کدام باید استفاده کنیم؟ CoreXY یا H-Bot؟

پاسخ: به مهارت شما بستگی دارد. طراحی H-Bot ساده تر است اما شما تلرانس محدودی خواهید داشت. سیستم های H-Bot به تنظیمات دقیقی نیاز دارند و اغلب برای مبتدیان پیشنهاد نمی شوند.

علاوه بر این، در حالی که هر دو برای دستیابی به بهترین کیفیت چاپ به قاب های کاملاً تراز نیاز دارند، ترازبندی قاب CoreXY ساده تر و اصلاح آن آسان تر است. در مورد CoreXY، فقط باید یک قاب مربعی مونتاژ کنید و سپس از طریق بست آنها را به هم وصل نمایید.

چیزی به نام تعمیر سریع و آسان برای سیستم های H-Bot وجود ندارد. دستیابی به تراز کامل نه تنها غیرممکن است، بلکه باید به سختی تلاش کنید تا حالت بهینه را بیابید و نیروی گشتاور را به حداقل برسانید.

سوال: چرا تکانه (Momentum) هنگام چاپ بد است؟

پاسخ: یکی از مزایای تبلیغ شده برای هر دو سیستم این است که تکانۀ هات‌اِند را کاهش می دهند. سیستم های دکارتیِ قدیمی تر تکانۀ بیشتری در محور Y نسبت به این دو طراحی داشتند.

تکانۀ بیشتر در هات‌اِند دو اتفاق منفی را رقم می زند:

· نوسان بیشتر در پرینت هِد، که هنگام چاپ قطعات با گوشه های تیز، سایه های بیشتری ایجاد می کند.

· ممکن است از مراحل بیشتری در چاپ صرف نظر شود، چون در چاپِ سریع تر موتورها باعث حرکت دروازه (gantry) می شوند.

در ضمن، طراحی های H-Bot و CoreXY نه تنها باعث سریع تر و دقیق تر شدن پرینترها شده اند، بلکه وزن پایین تر و قطعات محرک کمتری دارند.

مقایسۀ CoreXY با H-Bot: کلام آخر

اگر در دنیای چاپ سه بعدی تازه کار هستید و به دستگاهی نیاز دارید که خلاقیت خود را بروز دهید، به احتمال زیاد با یک سیستم CoreXY بهتر عمل خواهید کرد. برای مثال، ساخت یا مونتاژ آن ساده تر است و اگر مشکلات مکانیکی بر کیفیت چاپ تاثیر بگذارند، سیستم های CoreXY راحت تر از سیستم های H-Bot اصلاح می شوند. فقط باید هزینه سخت افزاری بیشتری متقبل شوید.

همچنین، سیستم های CoreXY در بازار به راحتی در دسترس هستند. برخی از بهترین پرینترهای سه بعدی FDM از طراحی CoreXY برای سیستم حرکتی خود استفاده می کنند.

با این حال، H-Bot از نظر فنی می تواند چاپی دقیق تر و باکیفیت تر به شما تحویل دهد. اما برای دستیابی به کیفیت چاپ بسیار بالا، به سطح بالایی از تخصص و درک عملکرد H-Bot نیاز دارید. به علاوه، H-Bot نقصی ذاتی دارد که برای اصلاح آن باید هزینۀ سنگینی متقبل شوید.