초미세 조정을 위한 까다로운 수학: 차동 나사

Apr 30, 2023

모든 종류의 정밀 기계에는 정밀 조정 기능이 필요합니다. 해커의 경우 일반적으로 나사산 피치에 따라 정확도가 결정되는 조정 나사가 필요합니다. 3D 프린터의 광학 엔드 스톱을 10μm까지 조정하기를 원했던 [Mark Rehorst]에게는 이것이 충분하지 않았기 때문에 차동 조정 나사를 직접 만들었습니다.

차동 나사는 동일한 샤프트에 피치가 약간 다른 두 개의 나사산을 가짐으로써 작동합니다. 나사산의 각 부분에 있는 너트는 다른 부분에 대해 회전하는 것이 방지되며, 나사를 돌릴 때 상대적인 위치는 두 나사산 피치 간의 차이만큼만 변경됩니다.

이 경우 차동 나사는 나사산 피치가 0.8mm인 일반 M5 볼트로 사용되기 시작했습니다. [표시] 볼트의 가공 및 나사산 부분을 M4 x 0.7mm 나사산으로 만듭니다. 이는 전체 회전당 0.1mm(100μm)의 조정이 가능하다는 것을 의미합니다. 볼트를 1/10회전시키면 상대 이동량이 10μm로 줄어듭니다.

이 메커니즘은 적어도 1817년부터 시작된 새로운 것이 아닙니다. 예산을 세밀하게 조정해야 하는 경우 이를 달성하는 매우 우아한 방법이며 직접 만들기 위해 선반이 필요하지도 않습니다. 커플링 너트를 부분적으로 드릴링하고 태핑하거나 3D 프린팅된 어댑터를 만들어 두 개의 볼트를 연결할 수 있습니다.

예산에 맞춰 정밀 도구를 제작하는 것은 어렵지만 불가능하지는 않습니다. 우리는 몇 가지 흥미로운 흑연 에어 베어링과 정밀 조정 가능한 스테이지가 있는 3D 프린팅 현미경을 보았습니다.