Was sind Linearschienen?
Lineare Schienen, auch als Linearführungen und Linearschlitten bezeichnet, sind übliche Bewegungskomponenten, um gleichmäßige Gleitbewegungen zu erzielen. Sie sind in 3D-Druckern, CNC-Fräsern, Wasserstrahlschneidern und dergleichen zu finden.
Eine Linearschiene besteht aus einer steifen Stahlschiene, auf der ein Schlitten gleitet. Am häufigsten enthält der Schlitten Kugelumlauflager, die Kontaktpunkte zwischen dem Schlitten und der Schiene bilden, wie oben dargestellt. Dies ermöglicht eine sanfte Gleitbewegung, wenn die Kugeln zwischen den Oberflächen rollen. Durch die Form der Welle kann der Schlitten mit engen Toleranzen arretiert bleiben, wodurch die Bewegung auf streng lineare Richtungen beschränkt wird.
Linearschienen-3D-Drucker nutzen die zahlreichen Vorteile dieser Linearschienen, um angeblich eine bessere Bewegung zu erzielen. Wie plausibel sind diese Behauptungen? Lass uns einen Blick darauf werfen.
Vorteile
Die meisten 3D-Drucker sind mit linearen Stangen aus gehärtetem Stahl ausgestattet, die zusammen mit linearen Kugellagern verwendet werden. Diese Kombination hat sich bei Tausenden von Druckern und Anwendern bewährt. Was bringen lineare Schienen noch?
Lineare Schienen sind steifer. Lineare Schienen lassen sich aufgrund von Faktoren wie Form und Metallsteifigkeit deutlich weniger biegen als lineare Stangen. Nicht überzeugt? Biegen Sie eine selbst und vergleichen Sie sie mit einer typischen linearen Stange. Jede anständige Schiene wird weitaus weniger geben müssen. Beim 3D-Druck führt dies zu stark reduzierten Spiel- und Ringartefakten und saubereren Druckoberflächen und -kanten.
Sie können mit einer linearen Schiene davonkommen. Im Gegensatz zu linearen Stangen lassen lineare Schienen keine Drehung des Wagens zu. Dies bedeutet, dass beim Einrichten eines Bewegungssystems eine einzelne Schiene, wie oben gezeigt, eine ausschließlich lineare Bewegung ausführen kann. Bei linearen Stangen sind mindestens zwei erforderlich, um eine Drehung zu verhindern, was zu Komplikationen bei der richtigen Ausrichtung und bei der Einführung von Gewichtsüberlegungen führt. Durch die Verwendung einer linearen Schiene kann eine einfachere, leichtere und flinkere Baugruppe erstellt werden, wodurch auch das Klingeln des 3D-Drucks verringert wird.
Höhere Präzision, ruhigere Bewegung. Lineare Schienen werden normalerweise auch mit viel engeren Toleranzen als lineare Stangen hergestellt. Diese höhere Präzision führt zu einem verringerten Spiel und einer verringerten Bindung (wenn die Lager einrasten und nicht reibungslos rollen), was zu einer gleichmäßigeren und gleichmäßigeren Bewegung führt.
Einfachere und präzisere Montage. Lineare Schienen sind viel einfacher zu montieren als Stangen. Die Schienen und der Schlitten haben beide regelmäßig beabstandete Befestigungslöcher, sodass mit ein paar Schrauben alles verriegelt ist. Dies steht in scharfem Gegensatz zu linearen Stangen und Lagern, deren runde Formen kreativere und häufig weniger präzise Montagelösungen in 3D-Druckern erfordern.
Nachteile
Natürlich ist nichts perfekt. In einigen Bereichen fehlen Linearschienen in 3D-Druckeranwendungen den Stäben.
Linearschienen sind teuer. Daran führt kein Weg vorbei. Jede anständige Linearschiene kostet ein Vielfaches einer vergleichbaren Kombination aus Linearstange und Lager. Die Premium-Präzision, Steifheit und Laufruhe zu einem gleich hohen Preis.
Lineare Schienen müssen mit Vorsicht behandelt werden. Im Gegensatz zu runden Linearlagern sind die Kugellager in Linearschienenwaggons normalerweise nicht abgedeckt und verriegelt. Wenn der Wagen versehentlich von der Schiene fällt, können einige Kugellager herausrollen und zu einer inkonsistenten Bewegung führen.