为什么要为 3D 打印机增加反馈？

主流的步进电机是“开环”控制（假定电机走一步，打印头就移动一步）。但在高速打印或处理重型打印头时，步进电机可能失步（Skipping Step），导致打印层错位，成品报废。

高端工业级 3D 打印机需要闭环控制来防止失步，确保每一层都完美对齐。

一、潜在的应用场景：高性能闭环控制

如果将 3D 打印机的运动系统升级为伺服电机或需要高精度反馈的步进电机（即步进伺服系统），齿轮转速传感器可以发挥作用：

1. 速度与位置双重反馈（X/Y 轴）

• 实现高精度闭环： 将齿轮转速传感器安装在驱动 X/Y 轴的滚珠丝杠或同步带轮上，用以实时监测转速。

• 消除失步： 如果打印头在高速移动中遇到阻力，电机可能失步。传感器会立即检测到实际转速与目标转速不符，控制系统会快速调整电机电流或功率，强制电机恢复到正确位置，确保打印精度。

• 提高打印速度： 精确的反馈允许系统在不牺牲精度的情况下，将打印速度推向极限。

2. 平台的精确定位（Z 轴）

• Z 轴升降控制： Z 轴的层高精度至关重要。传感器可以监测 Z 轴驱动电机的转速，通过积分计算 Z 轴平台升降的绝对位移。

• 超高层高精度： 对于微米级的工业打印（如某些 DLP/SLA 打印机），精确的 Z 轴转速和位置反馈能够确保每一层的厚度误差最小化。

二、为何传统 3D 打印机少用它？（与主流技术的对比）

尽管齿轮转速传感器很精确，但它在桌面 3D 打印机中并不普及，原因如下：

• 成本考量： 齿轮转速传感器比步进电机本身或廉价的光电编码器要昂贵，增加了入门级设备的成本。

• 更高精度的编码器更常见： 对于需要极致定位精度的工业 3D 打印机，光电编码器（特别是增量式或绝对式编码器）通常能提供比齿轮传感器更高的脉冲分辨率（PPR），因此在位置反馈上更为常见。

三、总结：未来高性能 3D 打印机的趋势

齿轮转速传感器适用于需要坚固耐用、抗污渍环境和转速监测的工业应用。在未来，如果 3D 打印机继续向大型化、高速化和高负载化发展，对运动部件的实时速度和转速监测需求增加，这种坚固的齿轮转速传感器将成为高性能闭环控制系统的一个有效选项。