طراحی و ساخت چاپگر سه بعدی FDM با سازوکار CoreXY جهت بهینه سازی سرعت و هزینه

فناوری ساخت افزایشی، به ویژه چاپ سه بعدی به روش اکستروژن ماده (Fused Deposition Modeling) و به صورت مخفف، FDM به دلیل هزینه پایین و دسترس پذیری، کاربرد گسترده ای در آموزش، کارگاه ها و نمونه سازی پیدا کرده است. با این حال در بسیاری از چاپگرهای کم هزینه با سینماتیک کارتیزین، دستیابی به سرعت های بالاتر معمولا با افزایش لرزش، افت کیفیت سطح و کاهش دقت ابعادی همراه است. در این پژوهش طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد یک چاپگر سه بعدی FDM با سازوکار CoreXY ارائه می شود که در آن موتورهای محورهای X و Y روی شاسی ثابت بوده و جرم مجموعه متحرک کاهش می یابد. به منظور کاهش هزینه، به جای ریل های خطی گران قیمت از ترکیب شفت های فولادی سختکاری شده و بلبرینگ های خطی استفاده شده است. حجم کاری دستگاه ۲۰۰×۲۰۰×۲۰۰ میلی متر بوده و هزینه ساخت آن حدود ۴۰ میلیون تومان برآورد شده است. آزمون های تجربی نشان داد دستگاه در سرعت چاپ تا ۱۲۰ میلی متر بر ثانیه پایدار عمل می کند و در آزمون مکعب ۲۰ میلی متری، بیشترین خطای ابعادی ۰.۲% و میانگین خطا حدود ۰.۱۵% به دست آمد. نتایج نشان می دهد پیاده سازی کم هزینه CoreXY همراه با تنظیمات مناسب کنترل حرکت، می تواند ترکیب قابل قبولی از سرعت، دقت و هزینه برای کاربردهای پژوهشی و کارگاهی فراهم کند.

کلیدواژه ها:

چاپگر سه بعدی ، اکستروژن ، ساخت افزایشی ، CoreXY ، بهینه سازی هزینه