Que sont les rails linéaires?
Les rails linéaires, également appelés guides de mouvement linéaires et glissières linéaires, sont des composants de mouvement couramment utilisés pour réaliser des mouvements de glissement lisses. On les trouve dans les imprimantes 3D, les broyeurs à commande numérique, les découpeuses à jet d'eau, etc.
Un rail linéaire consiste en un rail en acier rigide sur lequel glisse un chariot. Le plus souvent, le chariot contient des roulements à billes à recirculation qui fournissent des points de contact entre le chariot et le rail, comme illustré ci-dessus. Cela permet un mouvement de glissement doux lorsque les billes roulent entre les surfaces. La forme de la tige permet au chariot de rester bloqué avec des tolérances serrées, limitant le mouvement à des directions strictement linéaires.
Les imprimantes 3D à rails linéaires utilisent les nombreux avantages de ces rails linéaires pour, supposément, obtenir un meilleur mouvement. Alors, dans quelle mesure ces affirmations sont-elles plausibles? Nous allons jeter un coup d'oeil.
Avantages
La plupart des imprimantes 3D utilisent des tiges linéaires en acier trempé, utilisées en tandem avec des roulements à billes linéaires. Cette combinaison a bien fonctionné pour des milliers d'imprimantes et d'utilisateurs, alors qu'est-ce que les rails linéaires apportent de plus?
Les rails linéaires sont plus rigides. Les rails linéaires ont beaucoup moins de flexion que les tiges linéaires, en raison de facteurs tels que la forme et la rigidité du métal. Pas convaincu? Essayez d’en plier un vous-même et comparez-le à une tige linéaire typique. Tout rail décent aura beaucoup moins à donner. En termes d'impression 3D, cela réduit considérablement les artefacts de jeu et de sonneries, produisant des surfaces et des bords d'impression plus nets.
Vous pouvez vous en tirer avec un rail linéaire. Contrairement aux tiges linéaires, les rails linéaires ne permettent aucune rotation du chariot. Cela signifie que, lors de la configuration d'un système de mouvement, un seul rail peut réaliser seul un mouvement strictement linéaire, comme indiqué ci-dessus. Avec des tiges linéaires, au moins deux sont nécessaires pour empêcher la rotation, ce qui entraîne des complications avec un alignement correct et introduit des considérations de poids. L'utilisation d'un rail linéaire peut créer un assemblage plus simple, plus léger et plus agile, ce qui permettra également de réduire la sonnerie d'impression 3D.
Précision supérieure, mouvement plus fluide. Les rails linéaires sont également généralement fabriqués avec des tolérances beaucoup plus strictes que les tiges linéaires. Cette précision plus élevée se traduit par une réduction du jeu et du grippage (lorsque les roulements s'emboîtent et ne roulent pas correctement), produisant un mouvement plus lisse et plus cohérent.
Montage plus facile et plus précis. Les rails linéaires sont beaucoup plus faciles à monter que les tiges. Les rails et le chariot ont tous les deux des trous de montage régulièrement espacés, de sorte que tout est verrouillé. Cela contraste nettement avec les tiges linéaires et les roulements, dont les formes rondes nécessitent des solutions de montage plus créatives et souvent moins précises, dans les imprimantes 3D.
Désavantages
Bien sûr, rien n'est parfait. Dans quelques zones, les rails linéaires ne sont pas à la hauteur des applications des imprimantes 3D.
Les rails linéaires sont chers. Il n'y a pas moyen de contourner cela. Un rail linéaire décent coûtera facilement plusieurs fois plus qu'une combinaison comparable de barres linéaires et de roulements. La précision, la rigidité et la fluidité des mouvements sont au même prix.
Les rails linéaires doivent être manipulés avec soin. Contrairement aux roulements linéaires ronds, les roulements à billes des wagons linéaires ne sont généralement pas bouchés ni verrouillés. Si le chariot tombe accidentellement du rail, certains roulements à billes risquent de se détacher, ce qui entraînerait un mouvement irrégulier.