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 印刷技術は今も進化を続けており、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。これらはありふれた 3D プリンターではなく、標準的な直交座標系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 プリンターの魔法は、ベルト構成にあり、プリント ヘッドをまったく異なる方法で動かします。これらのプリンターがなぜ優れた結果を生み出すのか、なぜこれほど多くの人がこれらのプリンターに乗り換えているのかを知りたい場合は、この記事でその仕組みと何が特別なのかを説明します。

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 システムを使用してプリント ヘッドを移動します。軸ごとにモーターを備えた一般的な直交座標プリンターと比較すると、CoreXY プリンターは、X 軸と Y 軸を管理するために連携して動作する 2 つの固定モーターを使用します。この設計の違いにより、印刷速度と品質に影響を与える機械的な利点が生まれます。

CoreXY システムと Cartesian システムの最も大きな違いは、動きの処理方法にあります。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た め、重量が増加し、パフォーマンスが制限されます。CoreXY プリンターは両方とも、モーターがフレームに恒久的に取り付けられており、ベルトを介して動きの伝達を処理してプリント ヘッドを移動します。この一見些細な設計哲学の変更により、パフォーマンスに変化が生じます。これについては、以降のセクションで説明します。

CoreXY 3Dプリンターの仕組み: 仕組みの説明

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、最小限の振動で正確かつ迅速な動作を実現するために連携する 4 つの主要パーツからその性能を引き出します。

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。モーターが軸とともに移動する必要がある従来のプリンターとは異なり、CoreXY モーターはプリンターのフレームに固定されており、通常は後ろの角またはデバイスの後ろに設置されています。この動かないという点が CoreXY の利点の核心です。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はなく、振動を抑えながら速度を上げることができます。

すべてのモーターは、タイミング ベルトをしっかりと固定する歯付きプーリーを介してシステムに接続されています。これらのモーターは、プリンターの制御ボードから制御された電気パルスを受け取り、これにより 0.01 mm 以下の動きが可能になります。

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です。2本のリニアタイミングベルト（ほとんどの場合） グラスファイバー均等間隔の歯を持つ強化ゴムが、上から見たときに「H」または「四角い無限大」の記号に似たパターンで一連の滑車に通されています。

各ベルトは慎重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コーナー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

ベルト経路は交差しますが接触することはないため、2 つのモーター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ホイールまたは歯付きのホイール) は、システム全体で適切な張力を維持しながら、ベルトをカーブに沿って誘導します。

協調運動動作：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によって正確な方向制御が実現される点に現れます。

X軸の動き: 両方のモーターが同じ方向に同じ速度で回転すると、プリントヘッドは純粋に X 軸に沿って移動します。これは、Y 方向の反対の力が互いに打ち消し合い、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: モーターが同じ速度で反対方向に回転すると、プリント ヘッドは Y 軸に沿ってのみ移動します。この場合、X 方向の力は相殺され、Y 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えることで、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正確に作成できます。

固定式プリントベッド：安定性の向上

ほとんどの CoreXY プリンターには、垂直方向 (Z 軸) のみに移動し、X および Y 方向の移動中は完全に静止しているプリント ベッドが備わっています。この設計選択には、次のような大きな利点があります。

固定ベッドは移動質量を最小限に抑え、印刷中の振動や運動量の問題を軽減します。印刷物が大きくなるとベッドの重量が増加します。可動ベッド設計では、この質量の増加が動作品質に影響を与える可能性があります。ベッドを水平に固定しておくことで、CoreXY プリンターは印刷ジョブ全体を通じて一貫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: 利点とメリット

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 ヘッドにモーター自体ではなく、必要なコンポーネントのみが搭載されているため、印刷速度が速くなります。この軽量アセンブリは、重いシステムに影響する運動量の問題を起こさずに、素早く加速して方向転換できます。

CoreXY プリンターは、フレームに固定されたモーターを備えているため、他のプリンター設計では品質の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、品質を犠牲にすることなく迅速に印刷を行う必要があるユーザーにとって、CoreXY システムは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、印刷中の振動を軽減します。移動質量が減ると、方向転換時に管理する運動量も減り、完成した印刷物の角がよりきれいになり、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、移動するキャリッジからのモーターによる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。これにより、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 アブソリュート、ポリカーボネート、またはナイロンなど、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 プリンターの設計の多くは、コンパクトな外寸で印象的な造形量を実現します。ベルト システムにより、プリント ヘッドがフレームの全域に届くため、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曲がり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、下から上、中央から端まで印刷の品質が維持されます。

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で役立つツールであり、さらに人気が高まっている理由となっています。

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を迅速に反復するために CoreXY プリンターを活用しています。この速度の利点により、チームは同じ時間枠で複数のバージョンのプロトタイプをテストできます。これは、低速のマシンでは 1 回か 2 回しか反復できないものです。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表現できるため、製品開発プロセスに不可欠なツールとなっています。

金型コストをかけずに少量生産

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。一貫した精度により、厳しい公差を必要とする部品の製造に適しています。多くの中小企業は、限られた生産量に対して従来の製造方法の代替として CoreXY プリンターを使用しており、射出成形には少量だが手作業による製造には多すぎる数量に対してコスト効率が良いことがわかっています。

カスタムサーボブラケットとギアアセンブリ

ロボット工学の分野では、精密な構造部品を製造できる CoreXY プリンターの能力が役立っています。カスタム ブラケット、ギア アセンブリ、特殊な固定具は、一般的に CoreXY マシンで印刷されますが、寸法精度は完成したロボットのパフォーマンスに直接影響します。強度と耐熱性が高い材料で印刷できるため、これらのプリンターは機能的なロボット部品に特に役立ちます。

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は、特に優れたパフォーマンスを求める経験豊富なメーカーの間で、CoreXY 設計を採用しています。愛好家は、細かいディテールと滑らかな表面を備えた複雑なモデルを印刷する機能を高く評価しています。装飾品、機能的な家庭用品、または機械プロジェクトの場合、CoreXY プリンターは、自宅のワークショップでプロ品質の出力を求める目の肥えたメーカ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 テクノロジーで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、同期ベルト構成を利用することで、マシンは以前の設計に比べてより高速かつ高品質の生産が可能になります。これらの機械的な利点は、実際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、扱いにくい材料の取り扱い能力など、さまざまなメリットがあります。高速プロトタイピング、小ロット生産、趣味の用途など、CoreXY プリンターは、今日の 3D 印刷の要求に応えるパフォーマンスを提供します。