3Drag 1.2: come modificare l'asse z?

[m.sillano]

Sto valutando anch'io di modificare l'asse z della 3Drag 1.2, non tanto per migliorare le stampe 3D, ma per migliori prestazioni come cnc.
Prima di lanciarmi nell'avventura, vorrei qualche parere derivato dall'esperienza degli esperti di questo forum.

a) Esigenze.
Ho notato che l'estremità libera della barra che sostiene l'estrusore, se sollecitata, ha un gioco verso l'alto di due/tre millimetri.
Questo probabilmente non crea problemi nella stampa 3D, perché il carico è fisso (il peso dell'estrusore), ma secondo me può creare problemi nell'uso della 3Drag come cnc, con carichi maggiori e variabili.

b) Ipotesi.
1) la soluzione più corretta mi sembra una seconda barra filettata anche a Dx, simmetrica a quella di Sx. Nessuna modifica alle tre guide con i cuscinetti a scorrimento.
2) mi piace il concetto di baricentro basso seguito nel progetto della 3Drag: quindi nessuna cinghia superiore, bensì un secondo motore in parallelo all'esistente (con ritaratura dei driver), posizionato in basso a Dx. Tra l'altro questa soluzione ripartisce gli sforzi (cnc) tra due motori: esempio http://www.thingiverse.com/thing:538770
3) le barre filettate lavorano meglio in trazione, e devono essere responsabili del solo movimento Z: i movimenti nelle altre direzioni devono essere liberi e/o ammortizzati.
4) Per ridurre le sollecitazioni e vibrazioni alla parte alta della struttura dovute ai movimenti X-Y della barra filettata, è opportuno avere barre filettate le più sottili possibili.

c) Progetto.
Invece di fare la nuova barra di Dx identica all'originale di Sx, credo convenga modificare anche la barra originale di Sx come segue:

1) barre filettate M5 (stesso diametro dell'asse del motore Nema 17) fissate superiormente ad un cuscinetto a sfere (come in origine, ma occorre cambiare cuscinetto e quindi supporto).

2) fissaggio Nema-barra con giunti elastici (movimento z libero, unico vincolo deve essere il cuscinetto superiore) oppure con questo: http://www.thingiverse.com/thing:8675

3) fissaggio Nema-telaio con un sistema che consenta movimenti laterali (x,y) al motore: ad esempio vedihttp://www.thingiverse.com/thing:443084

4) anche il supporto del dado mobile deve consentire movimenti x,y: ad esempio https://www.youmagine.com/designs/z-iso ... erfarm-i3v ( Ho anche visto una soluzione simile a quella del motore, a ragno, ma ora non trovo più il riferimento: qualcuno lo conosce? ).

5) Se la barra è utilizzata solo in trazione verticalmente non sono necessari doppio dado e molla, in quanto lavora sempre la stessa faccia del filetto.

6) Il supporto del bullone Dx deve essere formato da due parti, per non dover smontare tutto il telaio. Penso si possa fissare alla barra orizzontale sopra e sotto, senza toccare l'originale supporto del cuscinetto a scorrimento (altra soluzione, cambiando il supporto del cuscinetto, vedi ancora http://www.thingiverse.com/thing:538770).

d) Altri dubbi.
1) Usare barra filettata in acciao inox e bullone in ottone? Dovrebbe essere autolubrificante.
2) Non sarebbe più semplice usare la barra filettata esistente (magari cambiando i supporti) e fare anche la Dx da 8 mm (invece di 5) ?
3) Usare barre trapezie ? vale la pena?

Che cosa ne pensate? Grazie in anticipo per ogni opinione.

[SgaboLab]

Ciao .. forse non sai che esiste una nuova versione di modifica dell'asse Z economica ed estrema precisione .. .. no dai è un modo diverso di affrontare il solito problema, dai un occhiata al mio canale youtube .. link in firma

funziona senza problemi da 4-5 mesi ed è pensata anche per l'uso CNC anche se non l'ho ancora testata in quel senso.
Stampa tranquillamente a 50 micron ... ma in una occasione ho fatto la pazzia di provare a 25 micron .. è andato tutto bene ... ma il tempo per stampare è eterno ... non ne vale proprio la pena ..

[m.sillano]

Ciao .. forse non sai che esiste una nuova versione di modifica dell'asse Z economica ed estrema precisione

Grazie per la segnalazione, SgaboLad, della tua bella versione, che naturalmente conoscevo
E' stata scartata per i seguenti motivi:
1) Utilizzare una sola barra filettata non elimina il problema della rotazione nel piano verticale indicato in a-esigenze: lo riduce solo, cambiando il centro di rotazione: molto bene per stampare, perché l'extruder non genera importanti momenti, ma come cnc?
2) il motore montato superiormente contraddice l'ipotesi b-2.
3) L'obiettivo della modifica da me proposta non è la ricerca del micron, ma una maggiore robustezza della barra orizzontale unita ad una attenta gestione dei problemi collaterali degli assi Z: woobling, backlash etc...

Sia la tua che la mia soluzione usano però lo stesso principio per ridurre il woobling: asta filettata libera, fissata solo in alto.
Grazie ancora e buon divertimento con i modelli di auto! sono molto belli.

[SgaboLab]

Ciao, scusa se sono sintetico ma sto cavolo di forum se ti scade la sessione quando fai invio ti richiede le credenziale ma si perde il messaggio
eccho è appena accaduto .. te la riscrivo grossolanamente ... sorry

a) non è vero ... il movimento che dici si genera sulla staffa di ancoraggio estrusore/tarpano .. non è mica la barra centrale a storcersi... e se il movimento Z è applicato al centro di massa dell'estrusore/trapano questa cosa diventa inesistente se si mette una staffa per estr/trap veramente rigida.

Le oscillazioni che danno problemi sono ad alta frequenza (zig zag rapidi) e si amplificano nelle parti con meno massa ... io ho ragionato al contrario distribuendo la massa su tutta la struttura in modo da cambiare in sostanza la frequenza di risonanza della stampante. Ad occhio mi si sono ridotte di un 80% o almeno percettivamente mi ha dato questa impressione.
un motore in alto non è poi tutta questa massa

considerazioni CNC con XY su cinghia
Per il giogo su Z ... se il mezzo kilo e più del peso del trapano non sono sufficenti a creare la pressione di incisione vuol dire che è improponibile poi pensare di muoversi su XY
usare la 3drag come CNC vuol dire fare incisioni di 0,5mm o meno e muoversi più o meno lentamente su XY asseconda del materiale.
Secondo me molte delle tue giustissime considerazioni diventano un eccesso di zelo che concretamente non portano benefici nel caso specifico ma ti complicano enormemente la vita
Se vuoi fresare seriamente millimetri al secondo devi passare all'uso di viti anche per XY ma mi pare che l'hai già scartata

L'uso di due viti personalmente non mi piace ... possibili problemi di sincro che complicano la vita.

Ripeto sono considerazioni, non avendo ancora provato ad usarla come CNC ... è previsto in futuro .. intanto mando avanti te
Buon lavoro e tienici informati sull'evoluzione del progetto

[m.sillano]

Per il punto c-4 c'è anche la soluzione a "cassetto" proposta da RobotEyes nei post del 17/06/2015, e del 10/08/2015 (viewtopic.php?f=67&t=66441).
Mi domando... se l'asse z lavora solo in trazione, non basta un supporto "poggiato"? credo che dovrò fare qualche misurazione...

[m.sillano]

usare la 3drag come CNC vuol dire fare incisioni di 0,5mm

vedi http://www.thingiverse.com/thing:964001

[SgaboLab]

vedi http://www.thingiverse.com/thing:964001

che centra ... quella che indichi intanto è taglio e non incisione, va solo su e giu e il tipo non specifica quanto tempo ci ha messo per penetrare 1/3 di vite... poi anche qui non penso che tolga più di 2 decimi al secondo fino a completare il taglio ...io per tagliare una vite da 3mm a mano(col dremel) di fretta sforzando l'utensile ci metto un 15-20s buoni con uno disco da taglio, quello nella foto è pure sbagliato per il materiale da tagliare ...

[m.sillano]

Ho notato che l'estremità libera della barra che sostiene l'estrusore, se sollecitata, ha un gioco verso l'alto

Per quantificare questa constatazione ho effettuato alcune misure sulla mia 3Drag 1.2 standard, raggiungendo la quota +5mm dal basso (z-home) oppure dall'alto (da + 10).
Sistematicamente la quota raggiunta dal basso è minore di quella ottenuta partendo dall'alto.

Misurando con il micrometro al centro (21 cm dai cuscinetti di sinistra), ho trovato una differenza media di 0,07 mm (su 10 misure).
Ripetendo le stesse misure, ma con il micrometro a 37 cm dai cuscinetti la differenza media è 0,12 mm.
I differenze sono proporzionali alle distanze, il che dimostra che non si tratta di un fenomeno di backslash, bensì di giochi dovuti al montaggio a sbalzo della barra z (isteresi meccanica). Nelle condizioni di prova, cioè con soli carichi statici (peso proprio + peso estrusore), la barra ruota di 1.9 centesimi di grado, con centro la barra filettata di Sx.

Ritengo che una seconda vite filettata a Dx sia la sola soluzione corretta per questo problema.