Краткий обзор существующих конструкций Дельта-принтеров

Родоначальник всех Дельта-приннтеров - 3d принтер Rostock. Это самая бюджетная конструкция. Её основу составляют направляющие для кареток, выполненные из стальных полированных валов.

Каретки перемещаются по направляющим с помощью линейных цилиндрических шариковых подшипников.

Карданные шарниры самодельные.

Все детали, выделенные жёлтым цветом на левом рисунке, напечатаны из ABS пластика на 3d принтере.

Недостатками этой конструкции являются значительные люфты в карданных шарнирах, сильный шум при перемещении линейных подшипников и быстрая выработка рабочей поверхности направляющих валов. С двумя последними недостатками пытаются бороться используя подшипники скольжения.

---

3d принтер Kossel. Каркас выполнен из алюминиевого профиля. Благодаря этому увеличилась жёсткость конструкции.

К вертикальным профилям крепятся линейные направляющие с каретками MGN-12H. Такая конструкция обеспечивает минимальные люфты в каретках, но существенно удорожает принтер.

В качестве шарниров использованы наконечники рулевых тяг от радиоуправляемой модели. Люфт в таких шарнирах незначителен.

---

3d принтер Kossel K800. Каркас выполнен из алюминиевого профиля. Вертикальные стойки одновременно выполняют функции направляющих для кареток.

Каретки перемещаются по направляющим с помощью роликов от душевой кабины. Качество подшипников низкое. Присутствуют значительные люфты. Бюджетный вариант. 

В конструкции шарниров использовано магнитное сцепление. Люф отсутствует. Легко разборная конструкция. При аварийных ситуациях саморазбирается, уберегая печатающую головку и рычаги от повреждения. Бюджетный вариант.

---

3d принтер D-Force mini. Создан на базе принтера Kosse. Продаётся как набор для самостоятельной сборки. Стоимость - $300.

Каретка с четырьмя роликами под алюминиевый профиль с V-пазом. В каждый ролик, изготовленный из полиоксиметилена (POM), впрессованы два высококачественных шариковых подшипника. Минимальные люфты в подшипниках. Идеальное сопряжение рабочей фаски ролика с V-пазом направляющей. В качестве шарниров использованы наконечники рулевых тяг от радиоуправляемой модели.

---

Выводы

Зубчатая ременная передача на базе ремня GT2 и современные шаговые двигатели в режиме микрошага обеспечивают точность перемещения каретки до 0.05 мм. Для того, чтобы сохранить такую прецизионность, конструкция принтера должна быть максимально жёсткой, а в движущихся деталях должны быть минимальными люфты и зазоры.

Из приведённого обзора можно сделать вывод, что хорошей основой для Дельта-принтера может послужить конструкционный алюминиевый профиль. Причём нужно использовать более дорогой профиль с V-пазом. Для алюминиевых профилей производится большой ассортимент крепёжных и декоративных элементов. Их применение позволяет сократить до минимума слесарные работы и придаёт изделию законченный вид.

Каретка должна опираться на четыре прецизионных V-ролика из твёрдого материала.

Такие ролики в комлпекте с высококачественными подшипниками можно свободно купить на торговых площадках в Интернете.

В качестве шарниров можно применить наконечники рулевой тяги Traxxas 5347. Комплект из 12 штук стоит около $15.

Комплект деталей для шарниров на магнитной сцепке (12 стальных шариков диаметром 10 мм с внутренней резьбой М4 и 12 редкоземельных магнитов 12,5 х 5 мм) стоит примерно столько же. По моему мнению, магнитный шарнир более предпочтителен. Кроме отсутствия люфта он обладает такими преимуществами, как лёгкий монтаж/демонтаж и способность к "саморазборке" при нештатных ситуациях (например, попытка опустить печатающую головку ниже уровня стола).