Ir daudz cilvēku, kas 3D drukā zobratus, taču var rasties problēmas, izlemjot, kādu filamentu tiem izmantot. Šajā rakstā jūs uzzināsiet, kādi ir labākie filamenti zobratu drukāšanai, kā arī to, kā tos 3D drukāt.

Ja tas ir tas, ko jūs meklējat, turpiniet lasīt, lai uzzinātu noderīgu informāciju par 3D drukātiem zobratiem.

Vai 3D drukātie zobrati ir pietiekami izturīgi?

Jā, 3D drukātie zobrati ir pietiekami izturīgi daudziem parastiem mehānismiem un dažādiem lietojumiem. 3D drukāšanai priekšroka dodama tādiem materiāliem kā neilons vai polikarbonāts, jo tie ir izturīgāki un izturīgāki. 3D drukātajiem zobratiem var dot priekšroku salīdzinājumā ar metāla zobratiem, jo tie ir vieglāki, robotikas projektiem vai nomaiņai.

Turklāt, izstrādājot un drukājot savas detaļas, var ietaupīt daudz laika, jo dažu mehānismu rezerves daļu pasūtīšana var aizņemt daudz laika.

No otras puses, 3D drukātie zobrati, visticamāk, ir pārāk vāji smagām mašīnām neatkarīgi no izmantotā pavediena veida, ja vien tos nedrukājat profesionālā centrā, kas izmanto ļoti izturīgus materiālus.

Šeit ir piemērs video, kurā redzams, kā lietotājs veiksmīgi nomainīja bojātu plastmasas pārnesumkārbu radiovadāmam automobilim pret 3D drukātu neilona pavedienu pārnesumkārbu.

Atkarībā no tā, kādam nolūkam plānojat izmantot zobratus, dažādi materiāli dos labākus rezultātus, un turpmākajās sadaļās es aplūkošu piemērotus materiālus 3D zobratu drukāšanai.

Vai PLA var izmantot zobratu izgatavošanai?

Jā, PLA var izmantot zobratu izgatavošanai, un to veiksmīgi izmanto daudzi lietotāji, kas tos 3D drukā. Viens no piemēriem, kad no PLA veiksmīgi izgatavoti 3D drukāti zobrati, ir no Pielāgota sirds 3D druka, kurā ir kustīgi zobrati. Tajā ir vairāk nekā 300 veidņu, daudzas no tām izgatavotas no PLA. Vienkāršiem zobratu modeļiem PLA darbojas labi.

Šajā gadījumā lietotāji izgatavoja zobratus no tādiem filamentiem kā CC3D Silk PLA, GST3D PLA vai Overture PLA, kurus var atrast Amazon. Daži PLA veidi, krāsas vai kompozīti darbojas labāk nekā citi, un es pie tiem atgriezīšos nākamajā sadaļā.

PLA nav spēcīgākais vai izturīgākais materiāls, kad runa ir par izturību un griezes momentu (rotācijas spēks), un tas deformējas temperatūrā virs 45-500C, bet tas darbojas pārsteidzoši labi par pieņemamu cenu, un tas ir ļoti viegli iegādāties materiālu.

Aplūkojiet šo videoklipu, kurā pārbaudīta ar eļļu apstrādātu PLA zobratu izturība un ilgmūžība.

Labākais pavediens 3D zobratu drukāšanai

Polikarbonāts un neilons, šķiet, ir labākie filamenti 3D drukas rīkiem mājas apstākļos, pateicoties to izturībai un stiprībai. Polikarbonātam ir labākas mehāniskās īpašības. Tomēr neilons ir daudz pieejamāks un daudzpusīgāks, tāpēc tas bieži tiek uzskatīts par labāko filamentu, jo to izmanto vairāk cilvēku.

Zemāk ir sniegts sīkāks šo šķiedru, kā arī ļoti populārās PLA šķiedras apraksts.

1. Polikarbonāts

Polikarbonāts nav plaši izplatīts filaments, galvenokārt tāpēc, ka tas ir nedaudz dārgāks un jums ir nepieciešams printeris, kura sprauslas temperatūra var sasniegt 300°C. Tomēr to joprojām var klasificēt kā standarta filamentu, jo daudzi cilvēki to izmanto saviem projektiem mājās.

Polymaker PolyMax PC ir augstas kvalitātes filaments, ko varat iegādāties Amazon. Pēc daudzu recenzentu domām, to ir vieglāk drukāt nekā daudzus citus polikarbonāta filamentus.

Viens lietotājs raksturoja, ka ar to ir viegli strādāt, pat ar Ender 3. Tas ir kompozītmateriāla dators, tāpēc jūs atsakāties no zināmas izturības un karstumizturības par labu labākai iespieddarbu veikšanai. Polymaker to ir ļoti labi sabalansējis, un jums pat nav nepieciešama īpaša gulta vai korpuss, lai iegūtu lieliskas izdrukas.

Ir daudz polikarbonāta pavedienu veidu, kas atšķiras atkarībā no ražotāja, un katram no tiem ir nedaudz atšķirīga veiktspēja un prasības.

Šis filaments ir ļoti izturīgs un, nedeformējoties, spēj izturēt temperatūru līdz 150°C. Ja jums ir nepieciešams izdrukāt zobratu, kas mehānismā būs karsts, tad šis varētu būt jūsu labākais materiāls.

No otras puses, to ir grūtāk drukāt, un ir nepieciešams liels karstums gan no sprauslas, gan no gultnes.

2. Neilons

Neilons, iespējams, ir vispopulārākā izvēle 3D drukas rīkiem mājas apstākļos, un tā ir viena no labākajām izvēlēm no tirgū pieejamajiem un pieejamākajiem pavedieniem.

Šis materiāls ir izturīgs un elastīgs, un tam ir augsta karstumizturība, kas nozīmē, ka tas var darboties bez deformācijas līdz pat 120°C temperatūrā.

Tas ir arī izturīgs, un viens lietotājs minēja, ka no neilona 3D drukāts rezerves zobrats kalpoja vairāk nekā 2 gadus. Tomēr tas ir dārgāks nekā PLA, un to ir nedaudz grūtāk drukāt, taču tiešsaistē ir daudz pamācību un instrukciju, kas var palīdzēt drukāt izturīgus zobratus.

Neilona pavedienu apakškategorija ir ar oglekļa šķiedru pastiprināts neilons. Tas esot stiprāks un stingrāks par parasto neilona pavedienu, tomēr lietotāju viedokļi šajā gadījumā ir dažādi.

Es ieteiktu izmantot kaut ko tādu kā SainSmart Carbon Fiber Filled Nylon Filament no Amazon. Daudziem lietotājiem patīk tā izturība un izturība.

Daži populāri zīmoli, kas piedāvā neilona un oglekļa šķiedras neilona pavedienus, ir MatterHackers, ColorFabb un Ultimaker.

Vēl viens lielisks neilona filaments, ko varat iegādāties 3D drukāšanai tālruņu korpusiem, ir Polymaker Nylon Filament no Amazon. Lietotāji to ir atzinīgi novērtējuši tā izturības, drukāšanas viegluma un estētikas dēļ.

Neilona trūkums ir tas, ka tam ir augsta mitruma absorbcija, tāpēc jums jāpārliecinās, ka tas tiek uzglabāts pareizi un pēc iespējas sausāks.

Daži cilvēki iesaka drukāt tieši no mitruma kontrolētas uzglabāšanas kastes, piemēram, SUNLU Filament Dryer no Amazon.

3. PLA

PLA, iespējams, ir vispopulārākais 3D drukāšanas filaments vispār, un tas padara to plaši pieejamu gan cenas, gan apdares daudzveidības ziņā.

Attiecībā uz pārnesumiem tas darbojas labi, lai gan nav tik izturīgs vai izturīgs kā neilons. Tas mīkstinās, ja tiek pakļauts temperatūrai, kas augstāka par 45-50oC, kas nav ideāli, tomēr tas ir diezgan izturīgs.

Kā minēts iepriekš, varat izmantot lielisku PLA filamentu, piemēram,:

• CC3D Silk PLA
• GST3D PLA
• Uvertīra PLA

Līdzīgi kā neilona pavedieni, arī PLA ir dažādi varianti un kompozīti, no kuriem daži ir spēcīgāki par citiem. Zemāk pievienotajā videoklipā aplūkoti dažādi materiāli un kompozīti un to reakcija uz griezes momentu (vai rotācijas spēku), kā arī salīdzināta to izturība, sākot ar dažādiem PLA veidiem.

Zemāk pievienotajā videoklipā aplūkota PLA izturība pēc 2 gadu ikdienas lietošanas (kā piemērs izmantots šis Fusion 360 fails).

Daudzi cilvēki izmanto PLA mazāk sarežģītiem projektiem (piemēram, iepriekš minētajam Geared Heart), un šāda veida projektiem šis filaments ir lieliska izvēle.

Dažreiz cilvēki no PLA drukā pagaidu rezerves zobratus sarežģītākām iekārtām, un rezultāts ir veiksmīgs.

4. PEEK

PEEK ir ļoti augsta līmeņa pavediens, ko var izmantot 3D zobratu drukāšanai, taču tam ir nepieciešams specializēts 3D printeris un profesionālāka uzstādīšana.

Viena no PEEK galvenajām īpašībām ir tā izturība, un pašlaik tas ir visstiprākais tirgū pieejamais pavediens, ko var iegādāties un 3D drukāt mājās, lai gan drukāšanas apstākļu nodrošināšana var būt sarežģīta.

Tā kā PEEK tiek izmantots kosmiskās aviācijas, medicīnas un automobiļu rūpniecībā, 3D drukāšana no šī materiāla varētu dot jums izcilus rezultātus. Tomēr tas ir ļoti dārgs materiāls, kas maksā aptuveni 350 ASV dolāru par 500 g. To ir arī grūti drukāt mājās, tāpēc tā varētu nebūt ideāla izvēle.

Aplūkojiet šo videoklipu, kas iepazīstina ar PEEK.

Varat apskatīt līdzīgus, kas tiek pārdoti vietnē Vision Miner.

Kā padarīt 3D drukātos zobratus izturīgākus?

Lai padarītu 3D drukātos zobratus izturīgākus, varat kalibrēt printeri, drukāt zobratus ar seju uz leju, lai izvairītos no atbalsta, pielāgot drukāšanas temperatūru, lai nodrošinātu, ka pavediens labi saistās, pielāgot pildījuma iestatījumus un izgatavot mazāk zobu, lai katru zobu varētu drukāt biezāku un spēcīgāku.

Printera kalibrēšana

Tāpat kā jebkurā drukas gadījumā, pareiza printera kalibrēšana palīdzēs jums padarīt 3D drukātos zobratus stiprākus, kā arī precīzākus izmēros.

Pirmkārt, esiet uzmanīgi par gultnes izlīdzināšanu un sprauslas attālumu no gultnes, lai varētu iegūt spēcīgu pirmo kārtu un labu slāņa saķeri ar jūsu aprīkojumu.

Otrkārt, kalibrējiet E-Steps un plūsmas ātrumu, lai caur ekstrūderi plūstu pareizais pavediena daudzums un 3D drukātajos zobratos nerastos plankumi vai spraugas, kas var apdraudēt to integritāti. Šeit ir video, kurā izskaidrots, kā veikt šo kalibrēšanu.

Pārnesumu drukāšana ar seju uz leju

Vienmēr drukājiet zobratus uz leju tā, lai zobratu zobi pieskartos iebūvētajai plāksnei. Tā tiek izveidots zobrats ar stingrākiem zobiem, jo slāņu saķere ir drošāka. Tas arī samazina nepieciešamību pēc balstiem, kas, noņemot tos, var bojāt zobrata integritāti.

Šeit skatiet videoklipu, kurā detalizētāk izskaidrota drukāšanas orientācija.

Ja ir zobrats ar stiprinājumu, vienmēr izdrukājiet zobratu apakšā, bet stiprinājumu - augšpusē, kā parādīts tālāk redzamajā videoklipā.

Drukas temperatūras kalibrēšana

Jūs vēlaties atrast vislabāko temperatūru, lai jūsu filaments pareizi izkausētos un pieliptu pie sevis. To varat izdarīt, izdrukājot temperatūras kalibrēšanas torni no Thingiverse.

Ir jaunāks paņēmiens temperatūras kalibrēšanas torņa iestatīšanai, izmantojot programmu Cura. Apskatiet zemāk redzamo videoklipu, lai redzētu, kā to var izdarīt savam 3D printerim.

Temperatūras paaugstināšanu bez kalibrēšanas testa var veikt, lai vairāk izkausētu filamentu un uzlabotu slāņu saķeri. Parasti, ja rodas šādas problēmas, temperatūru var paaugstināt par 5-10°C.

To var kombinēt ar dzesēšanas samazināšanu vai pilnīgu atcelšanu, lai uzlabotu slāņu saķeri. Ja tas nepalīdz padarīt zobratus stiprākus, tomēr ir jāveic kalibrēšanas tests.

Pielāgojiet aizpildījuma iestatījumus

Parasti, lai panāktu labu pārnesumu izturības līmeni, ir nepieciešams vismaz 50 % pildījums, taču šī vērtība var atšķirties atkarībā no pildījuma modeļa.

Daži lietotāji iesaka izmantot 100% pildījumu mazākiem zobratiem, bet citi iesaka izmantot jebkuru vairāk nekā 50% pildījumu, un liels pildījuma procents neko nemainīs. Ir ierosināts izmantot trīsstūra pildījuma rakstu, jo tas nodrošina spēcīgu iekšējo atbalstu.

Viens no aizpildījuma iestatījumiem, kas padarīs jūsu rīku spēcīgāku, ir aizpildījuma pārklāšanās procentuālais daudzums, kas mēra pārklājumu starp aizpildījumu un modeļa sienām. Jo lielāks procentuālais daudzums, jo labāks ir savienojums starp sienām un aizpildījumu.

Pēc noklusējuma ir iestatīts, ka aizpildījuma pārklāšanās iestatījums ir 30 %, tāpēc to pakāpeniski palieliniet, līdz starp aizpildījumu un pārnesumu perimetru vairs nav atstarpju.

3D drukāšana zobratu ar mazāku zobu skaitu

Mazāks zobu skaits zobratā nozīmē lielākus un izturīgākus zobus, kas savukārt nozīmē izturīgāku zobratu kopumā. Mazāki zobi ir vairāk pakļauti lūzumiem, un tos ir grūtāk precīzi izdrukāt.

Zobratu zobu biezumam jābūt 3-5 reizes lielākam par riņķa soli, un, palielinot zobrata platumu, proporcionāli palielinās tā izturība.

Ja projekts to pieļauj, vienmēr izvēlieties minimālo nepieciešamo zobu skaitu. Šeit ir sīkāk aprakstīts, kā rīkoties, izstrādājot zobratu konstrukciju, lai nodrošinātu maksimālu izturību.

Ir patiešām forša tīmekļa vietne Evolvent Design, kurā varat izveidot savu pārnesumu dizainu un lejupielādēt STL, lai to 3D drukātu.

Kā eļļot PLA zobratus?

Lai ieeļļotu zobratus, jāizmanto smērviela vai eļļa, kas pārklāj zobratus, lai tie vieglāk grieztos un slīdētu. 3D drukātajiem zobratiem ir populāras smērvielas uz litija, silikona vai PTFE bāzes. Tās ir pieejamas aplikatoru pudelītēs un aerosolos atkarībā no jūsu vēlmēm.

Piemēram, PLA materiālam vislabāk ir izvēlēties vieglāku smērvielu, lai gan iepriekš minētās smērvielas arī ir plaši izmantotas, un rezultāti ir apmierinoši.

Dažādiem smērvielu veidiem ir dažādi to uzklāšanas veidi. Litija smērvielu uzklāj tieši uz zobratiem, bet PTFE parasti tiek izsmidzināts. Uzklājiet izvēlēto smērvielu un pagrieziet zobratus, lai pārliecinātos, ka rotācija ir vienmērīga.

Dažas smērvielas ar labām atsauksmēm ir, piemēram, Super Lube 51004 sintētiskā eļļa ar PTFE, STAR BRITE White Lithium Grease vai pat kosmētiskais vazelīns. Super Lube, iespējams, ir populārākā izvēle 3D izdrukām, jo tai ir vairāk nekā 2000 vērtējumu, no kuriem 85 % ir 5 vai vairāk zvaigžņu.

Daudzi 3D printeru lietotāji izmanto Super Lube dažādām detaļām, piemēram, eņģēm, lineārajām sliedēm, stieņiem u. c. Šis būtu lielisks produkts, ko varētu izmantot arī 3D drukātiem zobratiem.

Lai nodrošinātu mehānisma vienmērīgu darbību, zobratus periodiski jātīra un jāeļļo (plašāku informāciju par drukāto zobratu tīrīšanas procesu skatiet šajā rokasgrāmatā).

Vai jūs varat 3D drukāt sliekas pārnesumu?

Jā, jūs varat 3D drukāt sliekas zobratus. Cilvēki sliekas zobratu izgatavošanai izmanto dažādus materiālus, no kuriem vispopulārākā izvēle ir neilons, jo tas ir izturīgāks un izturīgāks, tam seko PLA un ABS, kas darbojas daudz labāk, ja ir eļļoti. Lietotāji iesaka tos drukāt ar ātrumu 450, lai izvairītos no pārmērīgas stiegrojuma un balstiem.

Viens lietotājs izmantoja PETG arī, lai izdrukātu slieku zobratus automašīnas tīrītājiem, kas veiksmīgi darbojas jau vairāk nekā 2,5 gadus.

Šeit ir videoklips, kurā ir pārbaudīta gan sauso, gan eļļoto sliekzobratu, kas izgatavoti no PLA, PETG un ABS, izturība un izturība pie lieliem ātrumiem.

Lai gan tas ir ļoti iespējams, pareizi izstrādāt un izdrukāt sliekratu zobratus var būt nedaudz sarežģīti, jo ir nepieciešama precizitāte un izturība.

Turklāt arī zobratu eļļošana var radīt zināmas grūtības, jo rotācijas procesā smērviela mēdz izplūst, atstājot zobratu neaizsargātu. Tāpēc neilons parasti ir pirmā izvēle sliekveida zobratiem, jo tam nav nepieciešama papildu eļļošana.

Vai varat 3D drukāt zobratus ar sveķiem?

Jā, ir iespējams sekmīgi izmantot sveķus, lai 3D drukātu zobratus un tos izmantotu. Es jums ieteiktu iegādāties speciālus inženiertehniskos sveķus, kas spēj izturēt daudz lielāku spēku un griezes momentu, salīdzinot ar parastajiem sveķiem. Varat arī piejaukt elastīgus sveķus, lai tie nebūtu tik trausli. Izvairieties no pārāk ilgas detaļu sacietēšanas.

Zemāk Michael Rechtin video ir patiešām foršs eksperimentālā testēšana 3D drukāts Planetary Gear Box, izmantojot gan sveķu un FDM 3D drukāšanas. Viņš izmantoja Tough PLA & amp; ABS līdzīgs sveķi šim testam.

Viens lietotājs minēja, ka viņa pieredze ar 3D drukātajiem zobratiem liecina, ka sveķu zobrati var būt stiprāki nekā FDM zobrati. Viņiem bija divi lietojumi, kuros FDM 3D drukāto zobratu zobi noslīdēja, bet ar izturīgiem sveķu 3D iespieddarbiem darbojās labi.

Zobratu kalpošanas laiks bija aptuveni 20 stundas, pirms tie salūza vai deformējās. Lai panāktu labākus rezultātus, viņi pārgāja uz skriemeļiem un siksnām, kas veiksmīgi darbojas jau vairāk nekā 3000 stundu, un šis projekts tika pabeigts.