Лучший материал для зубчатых колес — как их печатать в 3D

Лучший материал для зубчатых колес - как их печатать в 3D 3d печать
3d принтер шестеренки id

Лучший материал для зубчатых колес — как их печатать в 3D

Лучший материал для зубчатых колес - как их печатать в 3D

Рой Хилл 2023/05/17

Рой Хилл.

Многие люди печатают 3D-инструменты, но какой из них выбрать? материала Это может стать для них проблемой. В этой статье мы обсудим, какие материалы лучше подходит для шестеренок и как это сделать. их печатать .

Если это то, что вы ищете, продолжайте читать, чтобы узнать полезную информацию о 3D-печатных шестеренках.

Достаточно ли прочны 3D-печатные шестерни?

Да, 3D-печатные шестеренки достаточно прочны для многих распространенных механизмов и различных применений. Например. материалы Предпочтение отдается нейлону или поликарбонату. для печати Это связано с тем, что шестерни более прочные и долговечные; 3D-печатные шестерни могут быть предпочтительнее металлических шестерен в робототехнике и проектах замены, потому что они легче.

Кроме того, дизайн, и печать Собственные детали могут сэкономить много времени, так как заказ деталей для некоторых шестеренок может занять много времени.

С другой стороны, 3D-печатные шестеренки, независимо от типа используемой нити, могут оказаться слишком слабыми для тяжелой техники. не печатаете Они активно используются в специализированных центрах. материалы .

Вот видео, на котором пользователь успешно заменил поврежденные пластиковые шестеренки на автомобиле с дистанционным управлением на 3D-печатные шестеренки из нейлоновой нити.

В зависимости от того, для чего используются шестеренки, различаются материалы будут давать лучшие После отображения результатов выберите подходящий. материалы Шестеренки для 3D-печати рассматриваются в следующем разделе.

Можно ли использовать PLA для изготовления зубчатых колес ?

Да, PLA можно использовать для производства зубчатых колес и он успешно используется многими пользователями, в том числе печатают 3D-печать на 3D-принтере.Пример 3D-печати зубчатых колес Один из примеров успешного создания из PLA — 3D-печатное сердце на колесах с движущимися шестеренками: существует более 300 микрофонов, многие из которых сделаны из PLA. Для простых моделей шестеренок PLA подходит как нельзя лучше.

В данном случае пользователь создал шестеренку из таких филаментов, как CC3D Silk PLA, GST3D PLA и Overture PLA, доступных на Amazon. Некоторые типы PLA, красок и композитов будут работать. лучше Другие рассматриваются в следующих разделах.

PLA — не самый прочный и гибкий материал с точки зрения прочности и крутящего момента (силы вращения) и деформируется при температурах выше 45-500°C, но он доступен по цене, работает на удивление хорошо и его очень легко купить.

Посмотрите это видео, в котором проверяется прочность и долговечность смазанной PLA-шестерни.

Лучший материал для 3D-печати зубчатых колес

Похоже, что это поликарбонат и нейлон. лучшими Благодаря своей долговечности и прочности он является наиболее предпочтительным материалом для домашних механизмов 3D-печати. Поликарбонат обладает отличными механическими свойствами. Однако часто рассматривается нейлон, поскольку он гораздо доступнее и универсальнее. лучшим Это связано с тем, что нейлон более широко распространен.

Ниже более подробно рассмотрены эти филаменты и очень популярный PLA.

1. поликарбонат

Поликарбонат — не самый распространенный материал. Основные причины этого в том, что он немного дороговат и требует принтера с температурой сопла 300°C. Однако его все же можно отнести к стандартным материалам, так как многие используют его для своих домашних проектов.

Polymaker PolyMax PC — высококачественная пряжа, доступная на Amazon. По мнению многих рецензентов, она легкая печатать лучше, чем многие другие поликарбонатные нити.

Один из пользователей утверждает, что ее также легко использовать с Ender 3. Это композитный ПК, поэтому в жертву приносится некоторая прочность и термостойкость. лучшей возможности печатать В этом. Баланс очень хорошо настроен Polymaker, и вам даже не нужна специальная кровать или чехол, чтобы получить отличные отпечатки.

Поликарбонатные нити бывают разных видов в зависимости от производителя, каждый из них работает немного по-разному и предъявляет разные требования.

Этот материал Он очень прочный и не деформируется, даже если выдерживает температуру до 150°C. Если вам нужно печатать шестеренки, которые, как известно, нагреваются в механизме, это лучший выбор! материал может стать лучшим выбором.

С другой стороны, он более сложен, печатать требует сильного нагрева как сопла, так и станины.

2. нейлон

Нейлон — это, пожалуй, самый распространенный выбор для 3D-печати в домашних условиях, из лучших На рынке представлены основные и доступные нити на выбор.

Этот материал Он прочный, гибкий и термостойкий, может работать при температуре до 120°C без деформации.

Она также отличается высокой прочностью. Один из пользователей сообщил, что запасное снаряжение, напечатанное 3D из нейлона, прослужило более двух лет. Однако он дороже PLA и немного сложнее в производстве. печатать Но в Интернете есть множество руководств и учебников, которые помогут вам напечатать долговечные шестеренки.

Подклассом нейлоновой нити является нейлон, армированный углеродным волокном. Она считается более прочной и жесткой, чем обычная нейлоновая нить, но мнения пользователей на этот счет расходятся.

Мы рекомендуем выбирать что-то вроде нейлоновой нити SainSmart с углеродным волокном от Amazon. Многим пользователям нравится ее прочность и долговечность.

Популярные бренды, предлагающие нейлоновую и угольную пряжу, — MatterHackers, Colorfabb и Ultimaker.

Еще один отличный нейлоновый материал 3D-печатный чехол для телефона, который вы можете купить, — это нейлон от материал Polymaker на Amazon; пользователи отмечают его упругость и легкость. печати и эстетичность.

Одним из недостатков нейлона является то, что он впитывает воду, особенно воду. Поэтому его нужно правильно хранить и держать как можно более сухим.

Некоторые из них заключаются в следующем. печатать 1. непосредственно в коробке для хранения с контролируемой влажностью, например, в сушилке для нитей Sunlu от Amazon

3. пла.

PLA — это, пожалуй, самый популярный материал для 3D-печати, который широко доступен как по цене, так и по разнообразию отделки.

По характеристикам он не такой прочный и стабильный, как нейлон, но работает хорошо; он размягчается при воздействии температуры выше 45-50°C. Это не идеальный вариант, но он очень прочный.

Как уже упоминалось выше, доступны следующие превосходные нити PLA

  • CC3D silk PLA
  • GST3D PLA
  • PLA Overture.

Как и в случае с нейлоновыми нитями, существует множество различных вариаций и сложных PLA-материалов, некоторые из которых прочнее других. В следующем видеоролике анализируются различные материалы сложных материалов и их реакцию на крутящий момент (или вращательную силу) и сравнение их долговечности, начиная с различных типов PLA.

В следующем видеоролике рассматривается долговечность PLA после двух лет ежедневного использования (на примере файла Fusion 360).

Многие люди используют PLA для менее сложных проектов (таких как «Сердце с редуктором», о котором шла речь выше), и для такого типа проектов эта нить — отличный выбор.

Иногда люди печатали Временные сменные шестеренки для более сложных механизмов дают успешные результаты.

4. peek.

Peek — это нить очень высокого уровня, которая может быть использована для 3D-печати. зубчатых колес Однако для этого требуется специализированный 3D-принтер и более специализированная установка.

Одно из главных свойств Peek — прочность. На данный момент она является самой прочной материал доступный на рынке. и печатать С ним можно работать дома, хотя создать подходящие условия печати может оказаться непростой задачей.

Peek используется в аэрокосмической промышленности, медицине, автомобилестроении, поэтому печать 3D-инструментов из него материала Он дает отличные результаты. Однако он очень дорогой. материал Его стоимость составляет около 350 долларов за 500 граммов. Кроме того, его сложно изготовить. печатать В домашних условиях он может оказаться не самым лучшим выбором.

Посмотрите это видео, в котором рассказывается о Peek.

Они могут продаваться так же, как и на сайте Vision Miner.

Как сделать 3D-печатные шестерни более прочными?

Чтобы сделать 3D-печатные шестеренки более долговечными, принтер можно откалибровать. печатать Уменьшите передачу, чтобы избежать скоб, отрегулируйте температуру и убедитесь, что резьба хорошо приклеивается. печати Чтобы убедиться, что резьба хорошо соединяется, отрегулируйте настройки заполнения и используйте меньшее количество зубьев, чтобы каждый зуб печатался толще и прочнее.

Калибровка принтера

Как и при любой печати Правильная калибровка принтера должна не только сделать 3D-печатные шестеренки прочнее, но и помочь более точно определить размеры.

Во-первых, обратите пристальное внимание на выравнивание станины и расстояние сопла от станины, чтобы оборудование имело прочный первый слой и хорошее сцепление с матрасом.

Лучший материал для зубчатых колес - как их печатать в 3D

Во-вторых, отрегулируйте шаг E и скорость потока, чтобы через экструдер проходило нужное количество нити, не допуская образования капель и пробелов в 3D-печати, которые могут нарушить ее целостность. Видеоролик, объясняющий, как выполнить эту калибровку, показан ниже.

Напечатайте шестеренку лицевой стороной вниз.

Всегда печатайте Шестеренка должна лежать лицевой стороной вниз, чтобы зубья шестеренки располагались на структурной пластине. В этом случае зубья шестеренки получаются более прочными, так как сварка слоев происходит более надежно. Это также уменьшает необходимость в опорах, удаление которых может нарушить целостность шестеренки.

Вот видео, в котором более подробно объясняется принцип ориентации печати .

При наличии опоры шестерня должна быть печатайте нижняя шестерня и верхний кронштейн, как показано на видео ниже.

Калибровка. печати

Вы хотите найти оптимальную температуру, при которой нити будут плавиться и держаться должным образом. Это можно сделать, распечатав башню для калибровки температуры с сайта Thingiverse.

Существует новая технология создания калибровочных башен с помощью Cura. Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как сделать это на собственном 3D-принтере.

Чтобы увеличить температуру без калибровочного теста, нити можно расплавить. и лучшего Сварной слой. Как правило, подобная проблема приводит к повышению температуры на 5-10 °C.

Это можно сочетать с уменьшением или исключением общего охлаждения для улучшения адгезии матраса. Если это не помогает сделать передачу более прочной, следует провести калибровочное испытание.

Регулировка параметров наполнения

Как правило, для достижения хорошего уровня выносливости зубчатых колес Значение заливки должно быть не менее 50 %, но оно может меняться в зависимости от шаблона заливки.

Некоторые пользователи рекомендуют использовать 100 %-ную заливку для небольших инструментов, в то время как другие считают, что все, что выше 50 %, будет работать, а более высокое значение заливки не будет иметь никакого значения. Было высказано мнение, что использование шаблона заполнения «Треугольник» является хорошей идеей, поскольку он обеспечивает сильную внутреннюю поддержку.

Параметр заливки, улучшающий структуру, — Fill Overlap Rate. Он измеряет степень перекрытия между заливкой и стенками модели. Чем выше процент, тем лучше тем больше связь между стеной и заполнением.

По умолчанию процент перекрытия заполнения установлен на 30 %, и его следует постепенно увеличивать до тех пор, пока между заполнением и периметром инструмента не останется зазора.

3D-печать зубчатых колес Меньше зубьев.

Чем меньше зубьев на шестерне, тем крупнее и прочнее зубья, что делает шестерню в целом более мощной. Мелкие зубья более склонны к поломке и их сложнее точно напечатать.

Толщина зубьев шестерни должна быть в три-пять раз больше шага по окружности, и с увеличением ширины шестерни пропорционально увеличивается ее прочность.

Всегда выбирайте минимально необходимое количество зубьев, если это позволяет конструкция. Подробное руководство по подходу к проектированию можно найти здесь зубчатых колес Чтобы обеспечить максимальную долговечность.

Есть отличный сайт Evolvent Design, где вы можете создать свой собственный дизайн инструмента и загрузить STL для 3D-печати.

Лучший материал для зубчатых колес - как их печатать в 3D

Как смазывать шестерни PLA?

Для смазки шестеренок необходимо использовать смазку или масло, чтобы облегчить вращение и скольжение шестеренок; распространенные смазки для 3D-печатных шестеренок — литиевые, силиконовые или на основе ПТФЭ. В зависимости от предпочтений они продаются во флаконах с аппликатором или спреем.

Для PLA, например, лучше Вышеупомянутые смазки также широко используются с удовлетворительными результатами, но следует выбирать более легкие смазки.

Разные типы смазок требуют различных методов нанесения. Карбонизированная смазка наносится непосредственно на шестерню, в то время как PTFE обычно поставляется в виде спрея. Нанесите выбранную смазку и поверните шестерню, чтобы обеспечить плавное вращение.

Некоторые смазочные материалы Хорошие отзывы имеют синтетическое масло Super Lube 51004 с PTFE, хрупкая смазка White Star и даже вазелин для красоты. Super Lube — это, пожалуй, самый популярный вариант для 3D-печати. На момент написания этой работы она имеет более 2 000 оценок, 85 % из которых — пять звезд и выше.

Многие пользователи 3D-принтеров используют суперсмазку для различных аксессуаров, включая шарниры, линейные направляющие и стержни. Это отличный продукт для использования и для 3D-печатных шестеренок.

Шестерни следует регулярно чистить и смазывать, чтобы обеспечить плавную работу механизма (см. это руководство для получения дополнительной информации о процессе очистки). печатных шестеренок).

Можно ли напечатать червячную передачу в 3D?

Да, вы можете печатать 3D-червей. Люди используют разные материалы. материалы Для червячных шестеренок наиболее популярен нейлон, так как он прочнее и долговечнее, за ним следуют PLA и ABS, которые работают очень хорошо лучше если их смазать. Пользователи рекомендуют. печатать 450, чтобы избежать чрезмерных проколов и скоб.

Пользователи также использовали PETG для печати 2. черви для автомобильных дворников успешно используются уже более пяти лет.

В этом видеоролике проверяется прочность и долговечность червяков из PLA, PETG и ABS на высокой скорости в сухой и смазанной среде.

Однако вполне вероятно, что , и печать Червяки могут быть немного сложнее из-за необходимости обеспечения точности и долговечности.

Кроме того, внесение удобрений в шестерни также может представлять определенные трудности. Это связано с тем, что смазка обычно удаляется во время вращения, оставляя шестерни незащищенными. Поэтому нейлон обычно является первым выбором для червяков, так как не требуется дополнительная смазка.

Можно ли смолой 3D печатать шестерни?

Да, 3D-печать с шестеренками из смолы очень прочна и может быть использована. Рекомендуется приобретать специальные механические смолы, которые выдерживают гораздо большую мощность и крутящий момент, чем обычные смолы. Для уменьшения уязвимости можно также добавлять гибкие смолы. Не допускайте длительного затвердевания компонентов.

В следующем видео Майкл Рехтин показывает очень хороший эксперимент по тестированию 3D-печатной планетарной коробки передач с использованием смолы и 3D FDM-печати. В этом тесте используется прочная смола PLA & amp-abs-like.

Один из пользователей сказал, что, согласно его опыту, 3D-печатные шестерни могут быть прочнее, чем FDM-шестерни. У них было два случая, когда зубья 3D-печатных FDM-колес были срезаны, но они хорошо работали с прочными 3D-печатными шестернями из смолы.

В конце концов, они перешли на шкивы и ремни и добились следующих результатов лучших В результате была достигнута специфическая работа, которая длилась более 3 000 часов.

Оцените статью