Sebelum kita membahas sistem pergerakan printer 3D, mari kita mulai dengan dasar-dasar ruang tiga dimensi: Setiap titik dalam ruang dapat ditemukan dan dijelaskan oleh tiga koordinat, biasanya disebut sebagai X, Y, dan Z. Masing-masing koordinat linier ini memberikan informasi tentang arah tunggal, atau sumbu, dan tegak lurus dengan dua lainnya. Sementara satu sumbu tunggal dapat berhasil menunjukkan posisi sepanjang garis, dengan tiga sumbu, kita dapat menempatkan objek apa pun di suatu bidang ruang.

Inilah sebabnya mengapa setiap sistem pergerakan printer 3D membutuhkan setidaknya tiga sumbu ortogonal yang berbeda untuk dapat membuat objek tiga dimensi. Proses deposisi lapis demi lapis sangat tergantung pada gerakan sumbu, yang memiliki pengaruh langsung pada cetakan Anda, termasuk kualitas dan kecepatan.

Gerakan lateral printer 3D biasanya ditetapkan ke sumbu X dan Y, sedangkan sumbu Z sesuai dengan gerakan vertikal. Dengan konvensi ini, setiap lapisan dicetak oleh kombinasi gerakan X dan Y, sedangkan gerakan Z bertanggung jawab untuk memindahkan lapisan pada ketinggian yang telah ditentukan sebelumnya yang diatur dalam slicer 3D.

Mari kita telusuri lebih jauh lagi apa saja sistem pergerakan printer 3D yang umum ditemui

Sistem Pergerakan Printer 3D

Sistem Cartesian

Sistem koordinat XYZ yang disebutkan sebelumnya dikenal sebagai sistem Cartesian, dinamai berdasarkan matematikawan René Descartes. Dalam pencetakan 3D, koordinat ini menentukan posisi ujung nozzle, yang digerakkan oleh berbagai rel dan sistem penggerak.

sistem Cartesian sumber: scielo.br

Apa yang disebut sebagai printer 3D Cartesian bergantung pada satu atau lebih motor listrik di sepanjang masing-masing sumbu, memiliki area bangun persegi panjang dan biasanya tempat cetak bergerak berbentuk persegi. Printer ini adalah desain yang paling umum di antara printer 3D desktop konsumen.

Komponen bergerak untuk printer ini bisa sangat berat, terutama pada axis Y karena harus menggerakan bed, Y gantry, dan juga cetakan 3D yang ada di atasnya, membuat perubahan arah yang tiba-tiba menjadi masalah pada kecepatan yang lebih tinggi. Masalah ini berkaitan dengan pengaturan jerk dari printer dan dapat menyebabkan deposisi yang tidak akurat dan bahkan kegagalan cetak. Namun demikian, printer 3D Cartesian memiliki sistem pergerakan yang paling sederhana, dan sering digunakan dalam proyek printer 3D DIY.

Ender 3 V2 sumber: creality.com

Contoh printer 3D yang menggunakan sistem ini antara lain Ender 3 V2, Anet ET4, Anycubic i3 Mega, dan lainnya. Printer 3D DIY kebanyakan juga menganut sistem ini karena mudah dan lebih murah.

Sistem CoreXY

Walau bekerja dalam sistem koordinat Cartesian dan karenanya memenuhi syarat sebagai jenis printer 3D Cartesian, printer CoreXY 3D menggunakan mekanisme gerakan yang cukup unik. Gerakan lateral XY mereka digerakkan oleh dua motor dan timing belt yang panjang dalam sistem yang agak rumit dan dinamis. Gerakan vertikal (sumbu Z) dilakukan seluruhnya oleh build plate dan selalu dalam arah ke bawah.

pola belt sistem coreXY sumber: greghoge.com

Sementara printer CoreXY 3D memiliki banyak keunggulan, mungkin yang paling dihargai adalah kemampuan mereka menangani pencetakan pada kecepatan yang jauh lebih tinggi. Printer ini memiliki bagian bergerak yang lebih sedikit dan lebih ringan, yang memungkinkan gerakan hot end yang lebih cepat secara keseluruhan. Motor yang berfungsi untuk gerakan XY berada dalam posisi diam dan melekat pada bingkai printer 3D, mengurangi getaran secara signifikan, yang juga berkontribusi pada pencetakan yang lebih cepat dan berkualitas tinggi.

Namun, terlalu mengandalkan timing belt yang sangat panjang bisa menjadi masalah karena harus selalu selaras dan diberi tegangan yang tepat. Belt dengan tegangan rendah dapat menyebabkan gerakan yang tidak akurat, sedangkan belt yang terlalu ketat akan meningkatkan keausan. Belt berkualitas rendah juga dapat menjadi sumber masalah utama pada printer jenis ini.

Ender 6 sumber: creality.com

Creality Ender 6 adalah salah satu contoh printer 3D pabrikan yang menggunakan sistem coreXY. Selain itu, masih ada Two Trees Shappire Pro dan Tronxy S5SA yang mengadopsi sistem yang sama. Banyak pula pengguna DIY yang membuatnya karena keunggulan dalam kecepatan cetak tanpa menambah artefak pada hasil cetak.

Sistem Delta

Delta 3D printer menggunakan mekanisme gerakan yang agak unik, yang dikenal di industri sebagai “robot delta”. Hotend pada mesin ini melekat pada tiga lengan yang bergerak yang terhubung ke rel vertikal yang terpisah. Tidak satu pun dari lengan yang bergerak ini sesuai dengan sumbu lain mana pun karena setiap gerakan ujung panas dilakukan oleh ketiga lengan secara bersamaan.

sistem Delta sumber: scielo.br

Kinematika dari printer delta tidak seintuitif dibandingkan dengan printer Cartesian. Namun, sistem ini didasarkan pada gerakan vertikal linear yang dilakukan secara individual oleh masing-masing lengan. Perhitungan trigonometri yang dilakukan pada prosesor mesin memberikan gerakan yang sangat akurat dan tepat. Printer Delta memiliki plat bangun melingkar yang sepenuhnya stasioner, yang berfungsi dengan baik saat mencetak model melingkar.

FLSun QQ-S sumber: tokopedia.com

Desain unik Delta 3D printer mendukung saat digunakan mencetak objek yang lebih tinggi. Pada saat yang sama, dimensi XY yang lebih kecil bisa sangat membatasi. Printer ini juga lebih sulit untuk dikalibrasi karena kompleksitasnya yang lebih tinggi.

Contoh umum sistem Delta di pasaran adalah Anycubic Delta Kossel dan Kossel Pro serta FLSun QQ S.

Selain 3 sistem pergerakan printer 3D di atas, sebenarnya masih ada 2 lagi, yaitu sistem Polar dan Robotic Arm, namun sangat jarang dijumpai di pasaran.

sumber: all3dp.com