Det er mange mennesker der ute som 3D-printer utstyr, men det kan være et problem å bestemme hvilken filament som skal brukes til dem. Denne artikkelen vil veilede deg om hva de beste filamentene for tannhjul er, samt hvordan du 3D-printer dem.

Hvis dette er det du leter etter, fortsett å lese gjennom for å lære litt nyttig informasjon om 3D trykte tannhjul.

Er 3D-trykte tannhjul sterke nok?

Ja, 3D-trykte tannhjul er sterke nok for mange vanlige mekanismer og til ulike bruksområder. Materialer som nylon eller polykarbonat er å foretrekke for utskriftsutstyr, da de er sterkere og mer holdbare. 3D-trykte gir kan foretrekkes fremfor metaller på grunn av deres lavere vekt, for robotprosjekter eller utskiftninger.

I tillegg kan design og utskrift av dine egne deler spare deg for mye tid, siden du bestiller erstatninger for noen mekanismer kan ta en stund.

På den annen side er 3D-trykte gir mest sannsynlig for svake for tungt maskineri, uavhengig av hvilken type filament du bruker, med mindre du skriver dem ut hos en profesjonell senter som bruker svært sterke materialer.

Her er en eksempelvideo av en bruker som har erstattet et skadet plastutstyr for en radiostyrt bil med en 3D-trykt nylonfilament.

Avhengig av hva du har tenkt å bruke girene til, forskjellige materialer vil gi bedre resultater, og jeg vil gå gjennom passendekosmetisk vaselin. Super Lube er sannsynligvis det mest populære alternativet for 3D-utskrifter, med over 2000 rangeringer, hvorav 85 % er 5 stjerner eller høyere i skrivende stund.

Mange 3D-skriverbrukere bruker Super Lube for en rekke deler som hengsler, lineære skinner, stenger og mer. Dette ville være et flott produkt å også bruke for 3D-trykte tannhjul.

Du bør rengjøre og smøre girene med jevne mellomrom for å sikre jevn mekanismedrift (ta en titt på denne veiledningen for mer informasjon om renseprosessen for trykte tannhjul ).

Kan du 3D-skrive ut et ormeutstyr?

Ja, du kan 3D-printe ormehjul. Folk har brukt forskjellige materialer for snekkegir, med nylon som det mest populære valget, siden det er sterkere og mer holdbart, etterfulgt av PLA og ABS, som yter mye bedre når de smøres. Brukere anbefaler å skrive dem ut med en 450, for å unngå overdreven stringing og støtter.

En bruker brukte også PETG til å skrive ut et snekkeutstyr for bilviskerne, som har fungert i over 2,5 år.

Her er en video som tester holdbarheten og styrken til både tørre og smurte snekkegir laget av PLA, PETG og ABS, ved høye hastigheter.

Selv om det er veldig mulig, designe og skrive ut snekkegir riktig kan være litt vanskelig, siden du trenger presisjon og holdbarhet.

I tillegg kan smøring av girene også by på noen vanskeligheter, da smøremiddelet pleiersom skal fjernes i rotasjonsprosessen, slik at giret blir ubeskyttet. Dette er grunnen til at nylon vanligvis er førstevalget for snekkegir, siden det ikke trenger ekstra smøring.

Kan du Resin 3D Print Gears?

Ja, det er mulig å resin 3D skriv ut tannhjul vellykket og få litt bruk ut av dem. Jeg vil anbefale deg å kjøpe spesiell ingeniørharpiks som tåler mye mer kraft og dreiemoment sammenlignet med vanlig harpiks. Du kan også blande inn litt fleksibel harpiks for å gjøre den mindre sprø. Unngå å herde deler for lenge.

Videoen nedenfor av Michael Rechtin er en veldig kul eksperimentell testing av en 3D Printed Planetary Gear Box med både harpiks og FDM 3D-utskrift. Han brukte Tough PLA & ABS-lignende harpiks for denne testen.

En bruker nevnte at deres erfaring med 3D-trykte gir var at harpiksgir faktisk kan være sterkere enn FDM-gir. De hadde to applikasjoner der tennene til de FDM 3D-printede tannhjulene klippet av, men gikk bra med tøffe 3D-utskrifter i harpiks.

Giren varte i rundt 20 timer før de knakk eller deformerte. De endte opp med å bytte til trinser og remmer for bedre resultater i deres spesielle prosjekt, som har pågått med suksess i over 3000 timer.

Kan PLA brukes til Gears?

Ja, PLA kan brukes til gir, og det har fungert vellykket for mange brukere som 3D-print dem. Et eksempel på 3D-trykte tannhjul som er vellykket laget av PLA, er fra et Geared Heart 3D-utskrift som inneholder bevegelige tannhjul. Den har over 300 merker, mange av dem laget av PLA. For enkle girmodeller fungerer PLA bra.

I dette tilfellet har brukere laget tannhjulene fra filamenter som CC3D Silk PLA, GST3D PLA eller Overture PLA, som finnes på Amazon. Noen PLA-typer, farger eller kompositter yter bedre enn andre, og jeg kommer tilbake til disse i neste avsnitt.

PLA er ikke det sterkeste eller mest spenstige materialet når det kommer til holdbarhet og dreiemoment (rotasjonskraft), og den deformeres ved temperaturer på over 45-500C, men den yter overraskende bra for sin overkommelige pris, og det er et veldig lett å anskaffe materiale.

Ha en se på denne videoen som tester styrken og holdbarheten til smurte PLA-gir.

Beste filament for 3D-utskriftsutstyr

Polykarbonat og nylon ser ut til å være de beste filamentene for 3D-utskriftsutstyr på hjemme, på grunn av deres holdbarhet og styrke. Polykarbonat har overlegne mekaniske egenskaper. Nylon er imidlertid mye mer tilgjengelig og allsidig, og derfor blir det ofte sett på som det beste filamentet, sidenflere bruker det.

Nedenfor er en mer detaljert beskrivelse av disse filamentene, samt den svært populære PLA.

1. Polykarbonat

Polykarbonat er ikke et vanlig filament, hovedsakelig fordi det er litt dyrere og du trenger en skriver hvis dysetemperatur kan nå 300°C. Den kan imidlertid fortsatt kategoriseres som en standard filament, ettersom mange bruker den til sine prosjekter hjemme.

Polymaker PolyMax PC er en høykvalitets filamentvare som du kan få fra Amazon. Det er lettere å skrive ut enn mange andre polykarbonatfilamenter der ute ifølge mange anmeldere.

En bruker beskrev det som enkelt å jobbe med, selv på en Ender 3. Det er en kompositt-PC slik at du gir opp litt styrke og varmebestandighet for en bedre evne til å skrive den ut. Balansen av dette ble gjort veldig bra av Polymaker, og du trenger ikke engang en spesiell seng eller kabinett for å få flotte utskrifter.

Det finnes mange typer polykarbonatfilamenter, som varierer avhengig av produsenten, hver yter litt annerledes og har forskjellige krav.

Denne filamentet er veldig sterk og tåler temperaturer på opptil 150°C uten å deformeres. Hvis du trenger å skrive ut et utstyr som du vet blir varmt i mekanismen, så kan dette være ditt beste valg av materiale.

På den annen side er det vanskeligere å skrive ut, og det krever høy varme fra beggemunnstykket og sengen.

2. Nylon

Nylon er kanskje det mest populære valget for 3D-utskriftsutstyr hjemme, og det er et av de beste valgene blant de vanlige og rimelige filamentene på markedet.

Dette materialet er sterkt og fleksibel, og har høy varmebestandighet, noe som betyr at den kan fungere uten å deformeres ved temperaturer på opptil 120°C

Den er også slitesterk, med en bruker som nevner at et erstatningsutstyr 3D trykt i nylon varte i over 2 år . Det er imidlertid dyrere enn PLA, og det er litt vanskeligere å skrive ut, men det er mange veiledninger og instruksjoner på nettet som kan hjelpe deg med å skrive ut holdbare gir.

En underkategori av nylonfilament er karbonfiberforsterket nylon. Dette er visstnok sterkere og stivere enn vanlig nylonfilament, men brukernes meninger er blandet i dette tilfellet.

Jeg vil anbefale å gå med noe sånt som SainSmart Carbon Fiber Filament fra Amazon. Mange brukere elsker dens styrke og holdbarhet.

Noen populære merker som tilbyr nylon- og karbonfiber-nylonfilamenter er MatterHackers, ColorFabb og Ultimaker.

En annen flott nylonfilament som du kan få for 3D-utskrift telefonvesker er Polymaker Nylon Filament fra Amazon. Den er hyllet av brukere for sin seighet, enkle å skrive ut og estetikk.

En ulempe med nylon er at den har høy fuktighetsabsorpsjon, så du må sørge fordu oppbevarer det riktig og holder det så tørt som mulig.

Noen anbefaler å skrive ut rett fra en fuktighetskontrollert oppbevaringsboks, for eksempel SUNLU Filament Dryer fra Amazon.

3. PLA

PLA er uten tvil det mest populære 3D-utskriftsfilamentet generelt, og dette gjør det allment tilgjengelig både når det gjelder pris og finishmangfold.

Når det gjelder gir, yter det bra, selv om den er ikke like sterk eller motstandsdyktig som nylon. Det mykner når det utsettes for temperaturer høyere enn 45-50oC, noe som ikke er ideelt, men det er ganske holdbart likevel.

Som tidligere nevnt, kan du gå med noen flotte PLA-filamenter som:

• CC3D Silk PLA
• GST3D PLA
• Overture PLA

I likhet med nylonfilament finnes det forskjellige variasjoner og kompositter av PLA, noen sterkere enn andre . Videoen nedenfor ser på forskjellige materialer og kompositter og hvordan de reagerer på dreiemoment (eller rotasjonskraft), og den sammenligner styrken deres, og starter med forskjellige typer PLA.

Videoen nedenfor ser på holdbarheten til PLA etter 2 års daglig bruk (med denne Fusion 360-filen brukt som eksempel).

Mange bruker PLA for mindre komplekse prosjekter (som Geared Heart nevnt ovenfor), og for denne typen prosjekter er denne filamentet et godt valg.

Noen ganger ville folk skrive ut midlertidige erstatningsgir ut av PLA for mer komplekst maskineri, med envellykket resultat.

4. PEEK

PEEK er et filament på meget høyt nivå som kan brukes til 3D-utskriftsutstyr, men det krever en spesialist 3D-printer og et mer profesjonelt oppsett.

En av hovedegenskapene til PEEK er akkurat hvor sterkt det er, det er for øyeblikket det sterkeste filamentet på markedet du kan kjøpe og 3D-printe hjemme, selv om det kan være vanskelig å få utskriftsforholdene riktig.

Siden PEEK brukes i romfart, medisinsk og bilindustrien, vil 3D-utskriftsutstyr av dette materialet gi deg eksepsjonelle resultater. Dette er imidlertid veldig dyrt, og koster rundt $350 for 500g. Det er også vanskelig å skrive ut hjemme, derfor er det kanskje ikke et ideelt valg.

Ta en titt på denne videoen som gir en introduksjon til PEEK.

Du kan sjekke lignende for salg hos Vision Miner.

Hvordan gjør du 3D-trykte tannhjul sterkere?

For å gjøre 3D-utskrevne tannhjul sterkere, kan du kalibrere skriveren din, skrive ut tannhjulene vendt ned for å unngå støtte, juster utskriftstemperaturen for å sikre at filamentet fester seg godt, juster fyllingsinnstillingene og lager færre tenner, slik at hver tann kan skrives ut tykkere og sterkere.

Kalibrer skriveren din

Som med alle utskrifter, bør kalibrering av skriveren hjelpe deg med å gjøre 3D-utskrevne tannhjul sterkere og mer dimensjonalt nøyaktige.

Vær først forsiktigom sengeutjevning og dyseavstanden fra sengen, slik at du kan få et sterkt første lag og god laghefte for utstyret ditt.

Kalibrer dernest E-Step og Flow Rate slik at du kan ha riktig mengde filament som strømmer gjennom ekstruderen og unngå blobs eller hull i 3D-printede tannhjul, noe som kan kompromittere dens integritet. Her er en video som forklarer hvordan du gjør denne kalibreringen.

Skriv ut giret med forsiden ned

Skriv alltid ut girene dine med forsiden ned, slik at tannhjulenes tenner berører den bygde platen. Det produserer et tannhjul med sterkere tenner siden lagets adhesjon er sikrere. Det reduserer også behovet for støtter, som når de fjernes kan skade integriteten til utstyret.

Her er en video som forklarer utskriftsorientering mer i dybden.

Hvis du har et gir med en montering, skriv alltid ut utstyret nederst, med monteringen på toppen, som vist i videoen nedenfor.

Kalibrer utskriftstemperaturen

Du vil finne den beste temperaturen for filamentet ditt. smelter skikkelig og holder seg til seg selv. Du kan gjøre dette ved å skrive ut et temperaturkalibreringstårn fra Thingiverse.

Det er en nyere teknikk for å sette opp et temperaturkalibreringstårn gjennom Cura. Sjekk ut videoen nedenfor for å se hvordan du kan gjøre dette for din egen 3D-skriver.

Å øke temperaturen uten en kalibreringstest kan gjøres for å smelte glødetråden merog få lag til å binde seg bedre. Vanligvis fungerer det bra å øke temperaturen i 5-10°C hvis du opplever slike problemer.

Dette kan kombineres med å redusere eller fjerne kjølingen helt, for bedre lagvedheft. Hvis dette ikke fungerer for å gjøre girene dine sterkere, bør du imidlertid gjøre en kalibreringstest.

Juster innfyllingsinnstillinger

Generelt trenger du en utfyllingsverdi på minst 50 % for å oppnå en god styrke for giret, men verdien kan variere avhengig av fyllmønsteret.

Noen brukere anbefaler 100 % fylling for mindre gir, mens andre foreslår at alt over 50 % fungerer, og en høy fyllingsprosent vil ikke gjøre en forskjell. Det har blitt foreslått at Triangle-utfyllingsmønsteret er bra å bruke ettersom det gir sterk intern støtte.

En utfyllingsinnstilling som vil gjøre utstyret ditt sterkere er Infill Overlap Percentage, som måler overlappingen mellom fyllingen og veggene av modellen. Jo høyere prosentandel, jo bedre er forbindelsen mellom veggene og fyllingen.

Infill Overlapp-innstillingen er satt til 30 % som standard, så du bør gradvis øke den til du ikke ser flere hull mellom fyllingen og fyllingen. omkretsen av utstyret ditt.

3D-utskriftsgir med færre tenner

Et mindre antall tenner på et tannhjul betyr større og sterkere tenner, som igjen betyr et sterkere generelt gir. Mindre tenner er mer utsatt forgår i stykker, og de er vanskeligere å skrive ut nøyaktig.

Tykkelsen på tennene på utstyret ditt bør være 3-5 ganger den sirkulære stigningen, og å øke bredden på utstyret proporsjonalt øker styrken.

Hvis prosjektet tillater det, velg alltid minimum antall tenner som kreves. Her er en mer detaljert veiledning om hvordan du kan nærme deg designet av gir for maksimal styrke.

Det er et veldig kult nettsted kalt Evolvent Design hvor du kan lage ditt eget utstyrsdesign og laste ned STL til 3D-utskrift.

Hvordan smører du PLA-gir?

For å smøre gir bør du bruke fett eller olje for å dekke girene slik at de roterer og glir lettere . Populære smøremidler for 3D-trykte gir inkluderer litium-, silikon- eller PTFE-baserte. De kommer i applikatorflasker og sprayer avhengig av dine preferanser.

For PLA, for eksempel, er det best å velge et lettere smøremiddel, selv om de ovennevnte fettene også har vært mye brukt, med tilfredsstillende resultater.

Ulike typer smøremidler har forskjellige måter å påføre dem på. Litiumfett påføres direkte på girene, mens PTFE vanligvis kommer i sprayform. Påfør smøremiddelet du ønsker og snurr girene for å sikre at rotasjonen er jevn.

Noen smøremidler med gode anmeldelser inkluderer Super Lube 51004 syntetisk olje med PTFE, STAR BRITE White Lithium Grease, eller til og med