Corexy 3Dプリンター：それらがどのように機能し、なぜ人気があるのか

3Dプリント技術は進化を続けており、CoreXYプリンターは愛好家の間でますます人気が高まっています。CoreXYプリンターはありきたりの3Dプリンターとは異なり、標準的な直交座標型プリンターとは異なる巧妙なモーションシステムを採用しています。CoreXYプリンターの真価は、プリントヘッドを全く異なる方法で動かすベルト構成にあります。なぜこれらのプリンターが優れた結果を生み出すのか、なぜこれほど多くの人がCoreXYプリンターに乗り換えているのか、興味がある方は、この記事でその仕組みと特徴について詳しく解説します。

CoreXY 3Dプリンターとは何ですか?

コアXY 特定のデザインスタイルです 3Dプリンター 独自のベルトシステムを用いてプリントヘッドを移動させるCoreXYプリンター。一般的な直交座標系プリンターは軸ごとにモーターを1つずつ搭載していますが、CoreXYプリンターは2つの固定モーターを連携させてX軸とY軸を制御します。この設計の違いが、印刷速度と品質に影響を与える機械的な利点を生み出しています。

CoreXYシステムとCartesianシステムの最も大きな違いは、動きの扱い方にあります。Cartesianプリンターでは、モーターが少なくとも1つの軸に沿って物理的に移動することから、重量が増加し、パフォーマンスが制限されます。CoreXYプリンターはどちらもモーターがフレームに固定されており、ベルトを介してモーションを伝達することでプリントヘッドを移動させます。この一見些細な設計思想の違いが、パフォーマンスのばらつきを生み出します。これについては、後のセクションで詳しく説明します。

CoreXY 3Dプリンターの仕組み：仕組みを解説

CoreXYの設計は、従来の3Dプリンターの機構とは大きく異なります。このシステムは、4つの主要部品が連携して動作し、最小限の振動で正確かつ迅速な動作を実現することで、その性能を発揮します。

固定モーター：固定電源

CoreXYプリンターは2つのステッパーを使用する モーター プリントヘッドの水平方向の動きをすべて制御します。従来のプリンターではモーターが軸に合わせて移動する必要がありますが、CoreXYモーターはプリンターフレームに固定されており、通常は背面の角やデバイスの背面に設置されます。この固定性こそがCoreXYの最大のメリットです。モーターの重量がプリントヘッドの動きに影響を与えることがなく、振動を抑えながら高速化を実現します。

すべてのモーターは歯付きプーリーを介してシステムに接続されており、タイミングベルトをしっかりと固定します。これらのモーターはプリンター制御基板から制御された電気パルスを受け取り、これにより0.01mm以下の移動が可能になります。

H型ベルトシステム：力伝達機構

CoreXYプリンターのベルト構成は、見事なエンジニアリングの成果です。2本のリニアタイミングベルト（通常は グラスファイバー均等間隔の歯が付いた強化ゴムが、一連の滑車を通過し、上から見ると「H」または「四角い無限大」の記号に似たパターンを形成します。

各ベルトは、綿密に計画された経路をたどります。

• 一方のモータープーリーから反対側の角にあるアイドラープーリーまで
• プリントヘッドキャリッジに渡って、そこに取り付けられたり、通過したりする
• 別のアイドラープーリーセットの周り
• 2番目のモーターに戻る

ベルトパスは交差しますが、接触することはありません。そのため、2つのモーターからの張力がキャリッジの動きに直接変換されるシステムです。アイドラープーリー（モーターを駆動しない滑らかな車輪または歯付きの車輪）がベルトをカーブに沿って誘導し、システム全体の張力を適切な値に保ちます。

協調運動行動：多方向制御法

CoreXY の真の素晴らしさは、シンプルなモーターの回転で正確な方向制御を実現する様子から明らかになります。

X軸移動: 両方のモーターが同じ方向に同じ速度で回転すると、プリント ヘッドは X 軸に沿ってのみ移動します。これは、Y 方向の反対の力が互いに打ち消し合う一方で、X 方向の力が結合して動きを生み出すために発生します。

Y軸移動: モーターが反対方向に同じ速度で回転すると、プリントヘッドはY軸方向にのみ移動します。X軸方向の力は打ち消し合い、Y軸方向の力は連動します。

斜め移動: 2つのモーターの相対速度を変化させることで、プリンターはプリントヘッドをビルドプレート上の任意の方向に移動させることができます。この座標系により、滑らかな曲線や複雑なパターンを驚くほどの精度で再現できます。

固定式プリントベッド：安定性の向上

ほとんどのCoreXYプリンターは、垂直方向（Z軸）のみに移動し、X軸とY軸の移動中は完全に静止したプリントベッドを備えています。この設計には、次のような大きな利点があります。

固定ベッドは可動質量を最小限に抑え、プリント中の振動や運動量の問題を軽減します。プリントサイズが大きくなるとベッドの重量が増加しますが、可動ベッド設計では、この質量増加が動作品質に影響を与える可能性があります。CoreXYプリンターはベッドを水平に固定することで、プリントジョブ全体を通して安定したパフォーマンスを維持します。

Z 軸は通常、1 ～ 4 個のステッピング モーターの別個のシステムを介して動作し、リード スクリューまたはベルトを駆動して層間でベッドを上下させます。これは、水平方向の動きを処理する CoreXY メカニズムとは完全に独立しています。

CoreXY 3Dプリンターが人気の理由：メリットと利点

CoreXY プリンターのユニークな機械設計により、いくつかの実用的な利点が生まれ、3D プリント愛好家の間で人気が高まっています。

品質を犠牲にすることなく、より高速な印刷

CoreXYプリンターは、プリントヘッドにモーター本体ではなく必要不可欠な部品のみを搭載しているため、高速印刷を実現しています。この軽量アセンブリは、重量のあるシステムに見られるような運動量の問題を回避し、素早い加速と方向転換を可能にします。

CoreXYプリンターは、フレームに固定されたモーターにより、他のプリンター設計では品質問題を引き起こすような速度でも精度を維持できます。この速度の利点により、CoreXYシステムは、品質を損なうことなく迅速にプリントする必要があるユーザーにとって特に価値があります。

あらゆる速度でよりきれいなコーナーとより滑らかな表面

CoreXYプリンターの軽量ガントリーシステムは、プリント中の振動を低減します。可動質量が減ることで、方向転換時の運動量も軽減され、仕上がりのコーナーがより美しく、表面がより滑らかになります。

モーターの位置を固定することで、キャリッジの移動に伴うモーター振動も排除されます。ベルトの張力が適切であれば、CoreXYプリンターは、他のプリンターでは目に見える欠陥が現れる速度でも、非常に滑らかな印刷を実現します。

ABSやその他の反りやすい素材に最適

CoreXYアーキテクチャは、モーターがフレームの角または背面に配置されているため、印刷領域を完全に囲むことができます。そのため、CoreXYプリンターは次のような用途に最適です。 印刷材料 のように ABS、ポリカーボネート、ナイロンなど、安定した高温を必要とする素材。

より小さなフットプリントでより大きな造形ボリューム

CoreXYプリンターの多くは、コンパクトな外形寸法でありながら、優れた造形容量を実現しています。ベルトシステムにより、プリントヘッドがフレームの端まで届くため、無駄なスペースを最小限に抑えることができ、作業スペースが限られていても十分な造形容量を必要とするユーザーに人気があります。

印刷領域全体にわたって一貫した精度

CoreXY プリンターは通常、力を均等に分散し、急速な動きの際にもたわみを抑える堅牢なフレーム設計を特徴としています。この構造的安定性により、造形ボリューム全体にわたって一貫したパフォーマンスが保証され、印刷の品質は下から上、中央から端まで維持されます。

CoreXY 3Dプリンターの用途

の利点 CoreXYプリンター これらはいくつかの主要なアプリケーションにわたって貴重なツールとなり、さらに人気が高まっている理由を説明しています。

1 日で複数の設計反復

製品デザイナーやエンジニアは、デザインコンセプトの迅速な反復作業にCoreXYプリンターを活用しています。その高速性により、低速マシンでは1～2回しか反復作業ができないプロトタイプを、同じ期間内に複数バージョンテストすることが可能になります。これらのプリンターが提供する精度により、プロトタイプは意図した最終製品を正確に再現できるため、製品開発プロセスにおいて不可欠なツールとなっています。

金型コストなしの少量生産

CoreXYプリンターは、直接使用する機能部品の小ロット生産に優れています。安定した精度は、厳しい公差が求められる部品の製造に最適です。多くの中小企業は、少量生産において、従来の製造方法の代替としてCoreXYプリンターを活用しています。射出成形には少量だが手作業による製造には大きすぎる生産量において、CoreXYプリンターはコスト効率に優れていることが評価されています。

カスタムサーボブラケットとギアアセンブリ

ロボット工学分野は、CoreXYプリンターの精密な構造部品製造能力の恩恵を受けています。カスタムブラケット、ギアアセンブリ、特殊固定具などは、CoreXYマシンで一般的に印刷されており、寸法精度は完成したロボットの性能に直接影響します。高い強度と耐熱性を備えた材料を印刷できるため、これらのプリンターは特にロボットの機能部品製造において貴重です。

展示品質の模型のデスクトップ制作

3Dプリント愛好家コミュニティ、特に優れたパフォーマンスを求める経験豊富なクリエイターの間で、CoreXYのデザインは高い評価を得ています。愛好家たちは、精緻なディテールと滑らかな表面を持つ複雑なモデルをプリントできる能力を高く評価しています。装飾品、機能的な家庭用品、あるいは機械工学プロジェクトなど、CoreXYプリンターは、自宅の工房でプロ品質の出力を求めるこだわりのクリエイターを満足させる結果をもたらします。

CoreXY 3D プリンターの違いを体験してください!

CoreXY 3Dプリンターは、革新的なベルト駆動モーションテクノロジーにより、業界をリードするパフォーマンスを提供します。モーターを固定し、同期ベルト構成を採用することで、従来の設計と比較して高速かつ高品質な生産を実現しています。これらの機械的な利点は、実用上のメリットに直接つながります。 より滑らかな印刷造形量の増加、そして難削材への対応力。高速プロトタイピング、小ロット生産、あるいは趣味用途まで、CoreXYプリンターは今日の3Dプリンティングに求められる性能を提供します。