La mia nuova cartesiana

[odino87]

in questo caso non è una macchina enorme.
il ponte è paragonabile a quello di una i3.
L'unico peso aggiuntivo potrebbe essere in futuro il secondo motore della X con il secondo carrello, ma in tal caso sono sempre possibili le modifiche meccaniche all'asse z.

[andrea97]

Col cavolo!
Beh, allora chi scrive i manuali delle viti che descrive le varie condizioni è un ignorante.
La condizione fisso-libero è la peggiore. È vero che stiamo parlando di una asse z di una stampante 3d e quindi, in questo caso, è accettabile.

Se facciamo un discorso generale, le viti si progettano sempre fisso-supportato o fisso-fisso.

Dunque, se nella configurazione che ho descritto io la vite fosse ipovincolata avrebbe dei gradi di libertà residui nel piano e si muoverebbe, cosa che non accade, come confermato dall'esperienza di Odino sulle Isel.
La condizione fisso libero+chiocciola è la configurazione minima per vincolare la vite senza creare una struttura iperstatica.
Vedi anche cosa dice Progess al riguardo viewtopic.php?f=25&t=53243&hilit=cnc+te ... o&start=60

Per quanto riguarda l'aspetto progettuale, il lato supportato serve solamente a scongiurare il whirling ad alta velocità.
Per quanto riguarda la soluzione fisso-fisso è anche questa iperstatica in quanto non permette alla vite di allungarsi/accorciarsi con i cambi di temperatura e quindi consigliato per le macchine che lavorano in ambienti dove la temperatura è sempre costante, in caso contrario la vite si imbanana. (I supporti BF sono fatti in modo tale che il cuscinetto possa scorrere assialmente all'interno della sede per questo motivo, che poi in quelli cinesi i cuscinetti siano piantati a mazzate e non si muovano è un altro discorso ).

[hellfire39]

È tutto esatto,

ma l'affermazione,

Per quanto riguarda l'aspetto progettuale, il lato supportato serve solamente a scongiurare il whirling ad alta velocità.

è un po' riduttiva.

Concordo che, per gli hobbisti, la soluzione fisso/fisso non è applicabile.
Che la fisso-libera sia la minima è corretto, che sia consigliata (o sconsigliata la fisso/supportata) è un altro discorso.

[Fiveaxis]

@andrea97
il discorso di Progress ha un senso a condizione che:

• Il lato supportato della vite sia su una serie (2-3-4..) cuscinetti a contatto obliquo con il corretto precarico assiale.
• L'allineamento assiale della chiocciola e dei cuscinetti di supporto sia estremamente preciso
• La vite non abbia una lunghezza in relazione al diametro e la velocità di rotazione tali da richiedere un supporto.

Diciamo che calettare la vite direttamente sul motore non è definibile propriamente un supporto "ortodosso"...
Comunque nell'immagine tratta dal catalogo Scaravella, si possono vedere i vari tipi di montaggio di una vite a ricircolo di sfere.

Scaravella Viti -montaggio-.JPG

Sulle viti a ricircolo, come sono fatte e come si montano, su questo forum troverai centinaia di pagine e... Moltissimi punti di vista. I quali variano a seconda delle prestazioni del sistema che si intende costruire.
Resta sempre però il fatto che, un montaggio fatto "a regola d'arte", offre sempre vantaggi.

Per quanto riguarda la soluzione fisso-fisso è anche questa iperstatica in quanto non permette alla vite di allungarsi/accorciarsi con i cambi di temperatura e quindi consigliato per le macchine che lavorano in ambienti dove la temperatura è sempre costante, in caso contrario la vite si imbanana.

Questa affermazione è vera solo in parte in quanto, scartando il montaggio Libero/libero, ci sono 2 tipi di fissaggi Fisso/Fisso:

• Uno montando cuscinetti a contatto obliquo in entrambi i supporti (vincolo assiale: Rigido/rigido)
• l'altro montando un cuscinetto radiale in uno dei due supporti (vincolo assiale: Rigido/libero

Nel secondo caso, si lascia appositamente svincolata assialmente la vite al cuscinetto radiale di supporto, per consentirle di dilatarsi e non creare problemi.
Va pure detto che quando le viti girano a velocità elevate e tendono a scaldarsi, vengono predisposti sistemi di raffreddamento (viti cave con fluido refrigerato) perchè l'allungamento della vite crea problemi di precisione.

[odino87]

@Fiveaxis Il montaggio delle viti sulle isel allora dovrebbe essere rigido-libero secondo la tua definizione, dato che la parte in coda è svincolata.
Sicuramente ha vantaggi e svantaggi, e durante la progettazione e messa in opera avranno valutato che andava bene così.

Io attualmente non mi penso mi servirà avere un sistema cosi rigido e preciso, poi non si sa mai...
Sono comunque andato avanti, sia nella produzione dei pezzi che in altro.
Nelle scorse settimane nei ritagli di tempo ho prodotto alcuni dei ultimi pezzi che mi mancavano.
Il tendi cinghia dell'asse Y sarà in alluminio, così come le piastre dell'asse Z.

Sto cercando di migliorare nel mentre anche la mia capacità di sfruttare la CNC per lavori diversi e vari. Non è semplice ma mi ci sto applicando.

[odino87]

Tra oggi e ieri ho deciso poi di fare il fatidico passo ed ho smontato la core XY per procedere con l'assemblaggio della nuova macchina.

Prime considerazioni.
Il frame montato con il sistema chiamato ora blind-joint ha portato ad avere una rigidità strutturale veramente notevole.
Quando ho smontato il frame della core xy ho notato che molti profili erano allentati per via delle vibrazioni... mi domando come facesse a stampare bene...

I pezzi che si montano sui carrelli delle MGN12 dell'asse Z li ho dovuti rifare in POM da 10mm. Mi ero accorto che i fori laterali (che avevo fatto a mano) non erano allineati e questo portava il ponte ad essere disassato.
Non avendo molto tempo a disposizione ho deciso di farli in POM (molto più veloce da lavorare e comunque rigido per le mie necessità). L'incastro ed il collegamento con l'asse Z è comunque valido. Sono inoltre riuscito a far fare i fori laterali alla CNC quindi ho ottenuto una precisione maggiore.

Anche il montaggio e la posizione dei motori dell'asse Z risulta buono come da disegno. Il movimento dei carrelli dell'asse Z è buono su tutta la lunghezza della corsa. Ed anche la rigidità è ottima. Solo le prime stampe mi diranno se c'è wobble o meno.
Attualmente non vedo la necessità di mettere il supporto KP08 sulla parte in alto della vite.

Il carrello dell'asse X funziona in modo ottimale. Il piccolo sistema a tendicinghia che avevo fatto funziona egregiamente.
Il carrello con il motore panckage è molto leggero e dovrebbe fare al mio caso.

Ora mi rimane da produrre il piano dell'asse Y, che sarà fatto in alluminio da 4mm e poi ho completato la parte meccanica di base.

Al momento sono molto soddisfatto del risultato. Strutturalmente anche se i materiali sono gli stessi di prima non sembra affatto lo stesso frame.

[odino87]

ho realizzato anche il piano dell'asse Y
Pensavo che la lastra fosse allumminio 4mm invece è 3mm.
Però per l'uso dovrebbe andare bene lo stesso.
Non so se tenere tutti e 4 i carrelli sotto il piatto oppure se usarne solo 3 oppure (2 è troppo poco).

Devo rifare il ponte dell'asse X, dato che i profili che compongono il frame sono 399mm invece di 400 ed il foro di ancoraggio all'asse Z è sfalsato.
Potrei provare a sistemarlo ma non so quanto verrebbe preciso.
In caso lo rifaccio in alluminio da 5mm così incasso le teste dei bulloni.

[PumaPiensa]

Bella e soprattutto rigida visto l'utilizzo di profilati più guide a ricircolo. Questo ti mette al riparo dal problema di wobble sull'asse z , a tal proposito le viti sono sempre un pò storte anche quella a ricircolo da soldi e pochi in campo hobbistico le raddrizzano. Però a differenza delle stampanti 3d e delle loro barre grissini una cnc è sufficientemente rigida per mantenere la vite dritta. Sono dell'idea che invece di fare cose raffazzonate e poi ingegnarsi in soluzioni anti questo e quello meglio usare i supporti che servono e fare stutture rigide e fatte bene. Se una vitina da 8 o 10 mm girando un pelo storta sballotta la stampante bisogna farla più robusta (e magari evitare di fissare la vite alla buona) .Sempre riguardo le viti della z faccio notare che per come sono usate (cosa che non mi piace) in realtà sono tutto tranne che fisse. Lo sarebbero se fisssate rigidamente al motore che fa da supporto fisso (e vabbe già questo ha una molla a tazza ...) ,ma siccome c'è il classico giuntino a molla la vite può spostarsi in senso assiale. Quindi per essere usata correttamente come da manuale il supporto sopra oltre che esserci dovrebbe essere fisso in modo da bloccare la vite assialmente e lasciare al giunto a molla il compito di compensare la dilatazione termica della vite. Come è ora i giuntini (ripeto son delle molle) supportano tutto il peso lella Z. A proposito, pensavo da hobbista della meccanica, poi non è che si scaldi solo la vite (a meno che di usarla ad alte velocità) si scalda tutta la struttura quindi se fossero dello stesso materiale anche i supporti fissati alla struttura seguirebbero o quasi l'allungamento della vite. Se succede come spesso accade che la struttura è in alluminio allora si allunga più della vite e quindi non è detto che la vite si imbanani potrebbe essere la struttura che si pieghi. Resta il fatto che un collegamento fisso-mobile sia la soluzione migliore, ma sulla mia stampante e su molte cnc nel forum la vite viene tensionata con due cuscinetti conici all'estremità e se ci fossero problemi in 15 anni e passa sarebbe saltati fuori. Il che mi da da pensare che il problema dilatazione termica sia meno importante di quello che si pensi considerando la vite non come componente singolo ,ma dentro una struttura che a sua volta si muove. Non a caso molto tempo fa avevo sollevato il problema con le cnc con struttura mista (come la mia) e uno dei mostri sacri di cncitalia mi aveva detto che aveva provato a inserire siatemi di compensazione ,ma creavano più problemi che altro. Poi io son elettronico non meccanico, ma pensandoci un pò mi sembra che il ragionamento fili altrimenti ditemi voi.
Su Y sarei più tranquillo con 4 pattini.

[odino87]

le viti sono pelino sempre storte questo è vero
però le usavo anche sulla prusa i3 e sulla core e non davano grossi problemi.

Per avere qualcosa di meglio si potrebbe pensare di prendere dei giunti rigidi, oppure direttamente i nema17 con la vite inserita dentro (li vende anche stepper online) che dovrebbero essere sicuramente meglio (vite diritta e con cuscinetti reggispinta integrati nel motore).

Con le SFU1204 (penso sia la misura più piccola che si possa trovare non ho mai trovato le SFU10xx) hanno fatto un sistema carino sulla BLV/Hevort per smorzare le oscillazioni delle viti non dritte. Mi pare sia un sistema con sfere e magneti che "scollega" la chiocciola dal supporto ma permette di trasmettere il movimento.
Si tratta comunque di una soluzione molto più laboriosa da realizzare e su una macchina simile non penso valga la pena.

Al momento la struttura risulta molto rigida. Sinceramente non pensavo che dei 2020 potessero portare a qualcosa di così rigido se montati a questo modo.
Le viti rimarranno scollegate sopra al momento.
Ora appena ho un attimo rifaccio il ponte dell'asse X e procedo anche a fare il cablaggio per mettere in moto il tutto.
Come sensori si azzeramento dovrei avere in casa degli endstop hall-o che erano in un kit dell'allora Gadgets3D (non penso esista più come azienda) che userò per x-y mentre per la Z userò direttamente il clone del bl-touch.

Per il momento andrò di alimentatore a 12V (per fare i primi settaggi di movimento) per poi passare a quello a 24V (che andrà a pilotare anche il piatto).
Nella versione definitiva ci sarà il PSU a 24V, un mosfet di potenza per il piatto (sempre a 24V), degli step-down per controllare le ventole a 12V (ne ho trovate di silet a 12V però).
Skr 1.3 + driver TMC2208

[andrea97]

Odino, ma perchè non monti un riscaldatore a 220v?
Ti fresi con la cielle una lastra di alluminio spianata da 5mm, un piano in pei/flessibile in acciaio e vai da dio, questi sono i prossimi upgrades che farò alla mia.

[odino87]

questa macchina che mi sto (ri)facendo mi serve come banco di test per riprendere in mano il lavoro sulla stampa 3D per aggiornarmi e tenermi in allenamento. Ed in caso proporla (ad una cifra ragionevole) ad un cliente con cui collaboro. Aveva bisogno di una stampante 3D e li per li l'ho indirizzato verso una Prusa i3 originale ma in caso potrei anche proporgli questa che mi sto facendo.

Comunque sono tutti upgrade che in caso di bisogno farò se ne avrò la necessità per me o per il cliente. Alcuni mi sembrano anche troppo e forse "sprecati" per una macchina così.
L'area di lavoro non è così eccessiva ed anche un riscaldatore a 24V + classico vetro dovrebbe fare il lavoro inizialmente.

Al momento (per minimizzare le spese) devo però riusare più componenti possibili tra quelli che ho in laboratorio.
Al momento devo ricomprare soltanto
alimentatore a 24V (lo devo ancora quantificare ma penso che un 24V 500W dovrebbe andare)
Step-down (per le ventole)
mosfet di potenza per il piatto (giusto per sicurezza)
Ho già ripreso
cartucce riscaldati a 24V
ventola radiale 5015 a 24V.

Se poi riesco a rivenderla ad un prezzo accettabile la mia stampante ideale sarebbe una BLV (ci sono degli ottimi kit da bluerolls con tutto quello che serve per realizzare una BLV con anche il kit con parti in metallo).
Oppure una MLM.

[Junior73]

Odino immaginando una struttura molto rigida (per x e Z) e mettendo da parte i limiti degli estrusori di rilasciare materiale a quanta velocità può andare l'asse Y o meglio il "piano di lavoro" della stampante 3d? Quanto dovrebbe pesare il piatto stesso per minimizzare l'"effetto vibrazioni " e mantenere un minimo di rigidità? C'è bisogno di cambiare cinghia/motore (con un nema 23)?

Non sono esperto ma non avevo mai visto una stampante "boxata" che mantiene il piano di lavoro mobile lungo Y . Di solito usano muovere il piatto in Z.

Saluti

[odino87]

Allora il mio piatto di lavoro è in alluminio 3mm
Sono partito dal piano della prusa i3 come base ed ho esteso il disegno per il mio progetto.
Lo spessore non è molto ma il piano è leggero e non deve reggere carichi o spinte.

Come hai detto tu, tralasciando i limiti di velocità di estrusione (che con hotend normali si raggiungono attorno ai 150mm/sec mi pare) io speravo di riuscire a reggere una velocità di circa 90-100 mm/sec. Ora questo parametro sarà poi da verificare con prove dirette naturalmente.
Però do questo numero perchè le ultime volte che stampavo con una i3 diy (struttura in mdf 10mm) riuscivo a stampare bene a 60mm/sec con una ramps 1.4 con DRV8825 ed alimentatore a 12V.
Qua spero di arrivare a 90-100 per la complicità dell'alimentatore a 24V, della skr 1.3 e dei nuovi driver.
Rispetto agli anni passati ho molto più chiari concetti che prima davo come atto di fede (step-rate, acc, speed, etc hanno tutti un significato diverso ora che li ho visti sulle CNC e sui programmi di controllo).
Difatti farò un test per vedere quale è la velocità ed accelerazioni massime che potrò raggiungere con questa configurazione. Poi naturalmente dovrà essere adattata per avere una qualità di stampa buona.

Comunque se può essere utile quando torno in laboratorio peso i vari componenti in movimento, sia dell'asse X che dell'asse Y per vedere le differenze di masse in movimento.

Per la parte vibrazioni e come attenuarle...
Negli anni ho fatto qualche prova... prima di tutto ho sostituito i driver DRV8825 (che andavano di moda tempo addietro davano già di suo problemi di vibrazioni (salmon skin)) e quindi sono da evitare. Ma i nuovi TMC sono esenti da questo problema e quindi si va già meglio.
Le nuove elettroniche a 32bit hanno più potenza di calcolo e forniscono delle curve di accelerazione migliorate. Poi tra scheda e scheda cambia anche il Firmware di controllo.
Tra marlin e RRF cambia poi la gestione del jerk (la così detta minima velocità istantanea anche se la definizione mi pare sia non corretta) e qua si sono diverse linee di pensiero (chi tiene il jerk alto e chi basso). Ed anche la differente gestione del jerk cambia le vibrazioni prodotte durante i cambi direzione (strappa di più o di meno).

Il nema 23 sul piano può servire secondo me per piatti veramente pesi, ma un piano peso ti costringe ad andare più lentamente. Ma io ho sempre usato questi nema 17 maggiorati (sono di stepper online) con piano di MDF + head bed + vetro da 4mm e non ho mai avuto grossi problemi.
A livello meccanico si potrebbe anche mettere un damper (si possono trovare trovare su aliexpress) che oltre a rendere più silenziosi i motori smorzano anche le vibrazioni che si scaricano sulla struttura.

Per il discorso cinghie: una buona cinghia fa la differenza anche nelle vibrazioni. C'è anche chi usa le cinghie bianche e rigide che però trovo più rumorose delle nere. Ora stanno andando molto le cinghie Gates mi pare, che sembrano dare buone stampe (le usano sulla voron mi pare).

Di solito per le stampanti boxate è più conveniente mettere il piano in Z e tenere il gantry su in alto, oppure fare come la voron e spostare sulla Z anche tutto il gantry per intero (se non conosci il progetto dagli un'occhiata perchè è carino) perchè risulta più compatta e sfrutta meglio lo spazio, solo che io sono testardo e volevo per forza farmi una prusa i3 boxata

Il problema della testa su XY e del piano sulla Z è che "ti obbliga" ad avere un carrello leggero se vuoi andare veloce senza avere molte vibrazioni, quindi devi avere un estrusore bowden (che io ho deciso di abbandonare per tornare al direct) e possibilmente i motori fissi alla struttura (quindi cinematica core-xy oppure ultimaker).
Anche le stampanti con estrusore direct e testa in XY se non vogliono grossi problemi di vibrazioni devono andare "piano" (a meno di spendere una fucilata in componenti meccanici ed elettronici, vedi le prove fatte con la hevort).
Le core XY sono al momento (per quello che so) tra le più veloci "cartesiane" (passami il termine) con buona qualità di stampa ad alta velocità.
Le core subiscono anche, a mio parere, il problema di vibrazioni dovute all'elasticità delle due lunghe cinghie (per quanto tese sono comunque elastiche) che è tanto più complesso da gestire quanto più è grande il gantry core xy.
Solo le delta sono più rapide... però tutte le delta veloci che ho visto vanno in bowden (perchè è impensabile muovere un direct a quelle velocità senza che il tutto si smonti).
Diciamo che una stampante come la mia, una prusa i3 o ender 3 che sia è più facile da "scalare" a scapito della velocità finale (più grosso il piano più vai lento) mentre una stampante con la testa in xy ed il piano in Z la puoi scalare più difficilmente ma puoi mantenere una velocità più alta continuando a scalare.
Il "vantaggio" si un asse Z come il mio è che il wobble dovrebbe essere facilmente gestibile, mentre in una sistema a piatto in z le soluzioni ci sono ma sono un pelo più elaborate e costose.

e nulla mi è uscito un altro wall of text prima di andare a riposare...

[Junior73]

Grazie per tutte le info. Sono andato a vedere le diverse soluzioni costruttive (voron etc) ma vorrei soffermarmi su quella tua o meglio "Ender3 style" per la sua semplicità costruttiva e chiederti quindi se può avere un senso costruire un qualcosa di robusto (non profilati ma roba del mondo cnc) con guide adeguate(hiwin) per X e Y mentre per Z anche le cinesi, motori, cinghie ed elettronica pure etc il tutto per mandare il "piano di lavoro" maggiorato tipo 400x400mm ed un ipotetico estrusore diretto alla massima velocità di stampa consentita.

Qual'è il collo di bottiglia? Un estrusore diretto commerciale (basso costo non produzioni particolari) fino a che velocità riesce ad estrudere?

La struttura di queste stampanti potrebbe essere potenziata anche per fare qualcosa di diverso (laser per incisioni di immagini , fresa ad altissimo numero di giri per incisioni di targhette) etc (pian di lavoro da sostituire etc) fino nel mio settore riempitrici cartesiane etc.

Trovare un rapporto giusto (senza esagerare altrimenti poi ritiro fuori il cemento ) tra tutto ciò che è fisso dove metto anche lo Z per il suo lento muoversi e tutto ciò che è mobile (estrusore e piatto) . Una struttura predisposta per arrivare a velocità superiori alle attuali capacità di estrudere.

In fondo le ender 3 style sono geniali da punto di vista costruttivo e prendono molto dal ponte fisso delle nostre cnc, anzi forse lo Z con guide ai lati è migliore per robustezza e rigidità.

Saluti

[odino87]

Allora l'unica macchina che so che riesce a fare un po' tutto è la SnapMaker 2 però è un po' lenta.

Prendendo in esame un estrusore diretto a basso costo, come può essere lo sherpa oppure un BMG clone cinese accoppiato ad un E3D clone (volendo anche un voolcano per avere maggiore flusso di estrusione) si può arrivare ad estrudere a veloce discrete anche con il ponte fisso.

Ora la questione peso del piano.
Un piatto di quelle dimensioni, un piatto serio si intende e quindi con un certo spessore, comincia a pesare.
Si può pensare di mettere 1-2 nema 17 oppure un solo nema 23 (o anche 2 per avere una spinta eguale ai lati) pilotati da dei TMC ad alta potenza (sarebbe meglio dei DMC ma le schede per stampanti ora usano segnali a 3.75V mentre i driver per CNC hanno bisogno di segnali a 5V mi pare).
Per ovviare all'effetto elastico delle cinghie si può andare ad usare delle cinghie da 9-12mm (mi pare che le GT2 da 12mm si possano trovare).
Una volta avevo visto di qualcuno che aveva messo delle molle per tenere il piano in tensione da un lato e quindi bloccare in parte le vibrazioni.

Per la struttura di una macchina simile si potrebbe anche pensare di usare profili estrusi serie pesa (dai 3060-4080 in su insomma).
E poi fissarla al piano sicuramente (le hevort o simili quando stampano a velocità assurde sono tutte imbullonate a qualcosa... forse pure al muro).
Il collo di bottiglia rimane poi la velocità di spostamento del piatto e la rampa di accelerazione del piano. Però penso si possa regolare per ottenere qualcosa di buono. E' il piatto il collo di bottiglia perchè il carrello dell'estrusore viene a pesare molto meno quindi è soggetto a meno sollecitazioni in fase di partenza ed arresto.

Velocità teorica di stampa?
Secondo me a 80mm/sec si puoi arrivare ed ottenere anche roba buona.
Poi andrebbe verificato in fase di stampa. Ma secondo me ci si può fare e forse anche sora...
Però ripeto... sono cose che ipotizzo ma vanno verificate.