3D Drucker: Vorteil von Gewindestangen?

[i_make_it]

Die meisten selbstgebauten 3D-Drucker nutzen entweder Gewindestangen oder Riemenantrieb.
Kann mir jemand die Vorteile der verschiedenen Methoden erläutern.

Bei den meisten 3D-Druckern sind kleine Nema 17 Stepper verbaut.
Die haben üblicherweise 200 Schritte pro Umdrehungen.
Ein GT2 Zahnriemen hat einen Zahnabstand von 2mm.
Bei einer Riemenscheibe von 20 Zähnen, sind das 20 x 2mm = 40mm / 200 = 0,2mm pro Vollschritt (0,025 bei achtel Schritt)
(Kleiner Riemenscheiben bringen entsprechend bessere Auflösung)
Eine normale metrische Gewindestange M5 hat eine Steigung von 0,8mm. Das sind 0,8mm / 200 = 0,004mm. Also 4µm pro Vollschritt.
Gewindetrieb ist langsamer, hat eine höhere Auflösung und durch die geringe Steigung fällt eine Z-Achse beim Abschalten nicht einfach runter.
Da beim Drucken in X und Y viel verfahren wird und in Z immer nur eine Ebene in wenigen zehntel Millimeter Schritten verfahren wird (außer beim Referenzfahren), lohnt sich bei Z ein Gewindetrieb und bei X/Y ein Riementrieb mit Microstepps bei den Motoren.

warum werden eigentlich nie Linearmotoren verwendet? Sind sie zu teuer?

Ein Linearmotor wäre ein abgewickelter Stator eines Motors. Die sind wirklich ziemlich Teuer.
Damit habe ich nur einmal bei einem hochgeschwindigkeites CNC Laserbearbeitungszentrum gearbeitet bevor die Remote Head Technologie entsprechend ausgereift war.
Da hatten die beiden Antriebe für X plus der für Y genauso viel gekostet wie der gesamte Rest der Anlage inklusive Laser.

Ein Linearntrieb wiederum hat im inneren meist auch nur einen Zahnriemen- oder Spindeltrieb. Halt einfach fertig gelagert und gekapselt.
Kostet halt mehr als wenn man es selbst baut.
Genauso wie eine Trapezgewindespindel oder gar eine Kugelumlaufspindel mehr kostet wie eine einfache Gewindestange.
Bei Spindeltrieben muß man klären was man will und an welcher Stelle man eventuell erst mal kostengünstig anfangen will.