Практическое руководство по печати шестеренок на 3D-принтере

Практическое руководство по печати шестеренок на 3D-принтере 3d печать
3d принтер шестеренки id

Практическое руководство по печати шестеренок на 3D-принтере

Этот материал широко используется руководство по проектированию и печати в принтерах для печати трехмерных пластиковых слоев. шестеренок .

Выключатель света на шестеренках — Умный пример того, что вы можете разработать сами, прочитав эту статью.

  1. Идеальные материалы для пластика шестеренок
  2. Инструкция по печати Сборка переключателя скорости
  3. Особые преимущества послойной печати печати и примеры использования шестеренок
  4. Особые проблемы при послойной печати печати
  5. Наиболее распространенные причины дефектов печати шестеренок
  6. Важность фальцовки.
  7. Тонкие оттенки при моделировании зубов. Оптимальное количество зубов.
  8. Тонкие оттенки при моделировании зубов. Углы давления и сильные методы изготовления зубов.
  9. Методы крепления осей.
  10. Некоторые типы шестеренок
  11. Смазка при 3D-печати шестеренок
  12. Программное обеспечение для конструирования шестеренок
  13. 3D-печать не-FDM

Идеальные материалы для пластика шестеренок

Так какие же материалы лучше всего использовать? Краткий ответ на вопрос о качестве конечного шестеренок Результаты включают.

Nylon (PA) > PETG > PLA >Мышцы живота.

Нейлоновая нить (PA-6, PA-12, нейлон) — чрезвычайно прочный, долговечный и гибкий материал для 3D-печати. Низкий коэффициент трения, прочная сварка слоев и высокая температура плавления делают ее отличным материалом для 3D-печати. шестеренок . К недостаткам нейлона можно отнести его склонность к впитыванию влаги и сложность печати этим филаментом.

PETG (полиэтилентерефталат гликоля) также является твердым и прочным материалом, его основным преимуществом является высокая степень обжига слоев и хорошее соответствие таблицам.

PLA обладает хорошей жесткостью и устойчивостью к истиранию по сравнению с ABS, что делает его любимым материалом, когда температура позволяет; порог низкой температуры, при которой аксессуары из PLA начинают деформироваться, составляет 75 градусов Цельсия, что делает ABS лучшим выбором (ABS начинает плавиться при 105).

Кстати, биоразлагаемость PLA — это переоцененное свойство. Да, PLA — это биоразлагаемый материал. Однако конечный пользователь никак не может этого воспринять. Биоразлагаемость — это не то же самое, что растворимость в воде. Для биоразложения пластика требуется специальное оборудование для компостирования в контролируемой среде.

Инструкция по печати Сборка переключателя скорости

Владельцы 3D-принтеров могут бесплатно скачать STL-файлы

  • Обратите внимание, что лицензия выдана «только для личного использования». Это означает, что результаты нельзя распространять, продавать или изменять.
  • В собранном виде конструкция имеет диаметр 15,87 см. Диаметр самой большой напечатанной детали составляет 14,92 см.

Все детали напечатаны со всех сторон и снизу, как минимум с тремя границами, и заполнены на 15%; рекомендуется толщина слоя не более 0,3 мм. Подойдет любой материал — лишь бы можно было избежать плохого выравнивания аксессуаров, что сделает устройство бесполезным.

Ручка — это все, что требует опоры.

Инструкция по сборке (прочитайте перед началом работы).

  1. Очистите штифты лезвием бритвы, чтобы убедиться, что они хорошо выровнены. шестеренок Чтобы хорошо совместить их, расположите их на пластине в том же направлении вращения, что и напечатано (центральный шип с правой стороны, ведомый шип в верхней части по центру). шестеренки (Штифт на правой стороне, ведомый штифт в верхнем центре).
  2. Закрепите основную шестеренку Убедитесь, что штифты находятся в отверстиях.
  3. Нанесите немного сухого клея (хорошо подходит клейкая палочка) на рабочий конец рычага и положите рычаг на ту сторону, где находится штифт. Клей необходим для фиксации рычага на штифте. Рычаг также стягивает основной рычаг конструкции шестеренку .
  4. Нагрейте зажимы, чтобы размягчить их. Этого достаточно, чтобы открыть их. Совместите конец зажима с отверстием в задней части пластины и сожмите шестеренку по кругу. (Отверстия в задней части пластины могут нуждаться в очистке — нож вам в помощь, все зависит от того, насколько хорош ваш принтер). Надавите на зажим, пока он не стабилизируется. Так все будет надежно закреплено.

Особые преимущества послойной печати печати и примеры использования шестеренок

В чем преимущества 3D-печати? шестеренок По сравнению с традиционными методами производства и их прочностью шестеренки ?

Изготовлено из пластика шестеренки Это недорого, процесс происходит быстро, а профессиональные результаты легко получить. Сложные шестеренки И 3-D варианты печатаются без проблем. Процесс возникновения и создания быстр и чист. Самое главное, что трехмерные принтеры достаточно распространены, так что наборы STL из интернета могут обслуживать тысячи людей.

Конечно, печатать шестеренки Обычные пластики — это компромисс между качеством поверхности и долговечностью по сравнению с литыми или обработанными пластиками шестернями . Однако при правильном проектировании, печати шестеренки Это достаточно эффективный и рациональный выбор, идеальный для некоторых решений.

Большинство рабочих приложений схожи с редукторами, которые обычно снабжены небольшим электродвигателем, ручкой и ключом для намотки. Это связано с тем, что электродвигатели отлично работают на высоких скоростях, но имеют проблемы с быстрыми скоростями, и в этом случае обходятся без редуктора. Некоторые примеры приведены здесь.

  • NEMA 17 Step Planet Planet Ground
  • Высоконагруженные вкладыши
  • 3-кулачковые токарные патроны.

проблемы 3д печати

Особые проблемы при послойной печати печати

  1. Напечатанные шестеренки Такие редукторы обычно требуют небольшой обработки перед использованием. Будьте готовы к появлению «червоточин». На зубья должны быть наложены лезвия.

Уменьшение диаметра центрального отверстия — очень распространенная проблема даже для дорогих принтеров. Она является следствием ряда факторов. Частично это температурное сжатие пластика хладагента. Это происходит потому, что отверстия проектируются как многоугольники с многочисленными углами, которые ограничены вокруг отверстия. (Всегда экспортируйте файлы STL. шестеренок (Там множество деталей).

Шдиер способствует тому, что некоторые из этих программ могут выбирать различные точки для прохождения через отверстие. Если внутренний край отверстия рассчитан на внутренний край экструдированного пластика, фактический диаметр отверстия может немного уменьшиться, и для того, чтобы впоследствии что-то просунуть в это отверстие, может потребоваться некоторое усилие. Поэтому измельчители могут намеренно делать отверстие меньше.

Несоответствие или разница между прогнозируемой и фактической шириной экструзии также может иметь довольно заметный эффект «выравнивания» отверстия. С этим можно бороться, например, формируя отверстия диаметром примерно на 0,005 см больше. По аналогичным причинам, а также для обеспечения печати шестеренки Они подходят друг к другу и могут работать. Между зубами модели рекомендуется оставлять зазор около 0,4 мм. Это небольшой компромисс, но при печати шестеренки не застревает.

В некоторых программах эта проблема с относительным успехом решается в автоматическом режиме и может быть решена вручную путем увеличения уровня Эта проблема хорошо документирована в RichRap, а различные решения описаны в блоге.

Наиболее распространенные причины дефектов печати шестеренок

  • Трение зубьев (от длительного использования, см. шаг 10 о смазке).
  • Поломка зубьев (от высоких нагрузок).
  • Проблемы с установкой вала (см. шаг 7 по установке).
  • Разрывы или поломки лучей (это редкие поломки, которые обычно происходят, когда лучи шестеренка (например, некачественно напечатаны с недостаточной прокладкой или с недостаточной прокладкой, предназначенной для очень тонких лучей).

Важность фальцовки.

Плохие методы производства. шестеренок

В любительском сообществе неправильный дизайн — очень распространенное явление. шестеренки — моделирование шестеренок Это не такая уж простая проблема. Как несложно догадаться, они вредоносны. шестеренки У них низкое сцепление, чрезмерное трение, давление, отдача и неравномерная скорость вращения.

Эвольвента (Invota) — это особый тип оптимальной кривой, описываемой по контуру. В машиностроении круговые эвольвенты используются в качестве профилей зубьев на зубчатых колесах. Это делается для поддержания скорости вращения и углов сцепления. Хорошо продуманные наборы шестеренок Они должны передавать движение только за счет вращения, с минимальным проскальзыванием.

Моделирование спиралей шестеренки Моделирование спиралей с нуля — довольно утомительная задача. Поэтому прежде чем приступать к ней, имеет смысл ознакомиться со стандартами. Некоторые ссылки приведены ниже.

Тонкие оттенки при моделировании зубов. Оптимальное количество зубов.

Подумайте вот о чем: если вам нужно передаточное отношение 2:1 для линейной передачи, сколько зубьев нужно на каждый зуб? шестеренке 30 и 60, 15 и 30 или 8 и 17?

Каждая из этих пропорций даст один и тот же результат, но набор шестеренок все равно будет. при печати сильно отличаться.

Большее количество зубьев обеспечивает более высокий коэффициент тяги (количество зубьев, связанных одновременно) и более плавное вращение. Каждый зуб меньше, чтобы соответствовать одному и тому же диаметру. Маленькие зубья более хрупкие, и их сложнее точно напечатать.

С другой стороны, уменьшенное количество зубцов дает больший объем для повышения прочности.

Печать крошечных отпечатков на 3D-принтере шестеренки — Это похоже на рисование тонкой линии на книжке с толстыми щетинками. (Это на 100% зависит от диаметра сопла и горизонтального анализа принтера. (Вертикальный анализ не играет никакой роли в ограничении минимального размера).

Если вы хотите опробовать принтер на небольшом полиграфическом предприятии шестеренок можно использовать этот STL.

Однако при диаметре около 0,5 дюйма зубцы начинают выглядеть несколько подозрительно.

Совет — сделать зубцы как можно крупнее, чтобы предупредить, что программа очень маленькая, и избегать наложений.

При выборе количества зубчатых колес следует помнить еще об одном моменте, связанном с выбором первого числа и факторизацией.

Числа 15 и 30 оба делятся на 15, поэтому на обоих очень много зубьев. шестеренках Одинаковые зубья всегда будут встречаться друг с другом и образовывать следы износа.

Наиболее правильное решение — 15 и 31 (это ответ на первый вопрос раздела).

Это не соответствует соотношению, но обеспечивает равномерный износ пары. шестеренок . Пыль и грязь распределяются шестеренке равномерно, как и износ.

Опыт показывает, что лучшее соотношение количества зубьев в двух парах шестеренок Диапазон примерно от 0,2 до 5 желательно добавить в систему, если соотношение зубьев колес велико. шестеренку В противном случае могут возникнуть механические монстры.

Сколько зубьев очень мало?

Эту информацию можно найти в руководстве по механике. 13 — это минимальная рекомендация. для шестеренок При угле давления 20° минимальное рекомендуемое значение 9, при 25° — 25.

Нежелательно из-за перекрытия зубьев, что приводит к уменьшению количества зубьев, ослаблению зубьев и в процессе печати необходимо решать проблемы с покрытием.

Тонкие оттенки при моделировании зубов. Углы давления и сильные методы изготовления зубов.

Угол давления 15, угол давления 35

Угол давления? Зачем мне это нужно знать?

Это угол между перпендикуляром к поверхности зуба и диаметром окружности. Зубы с большим углом давления (более треугольные) прочнее, но имеют худшее сцепление. Печатать легче, но при работе это создает большую радиальную нагрузку на ось носителя, который имеет тенденцию шуметь, бить и скользить.

Для 3D-печати 25 градусов подходит для плавного и эффективного выдвижения зубов в шестернях размером с ладонь.

Что еще можно сделать для укрепления зубов?

Просто сделайте шестерню Утолщение — это, безусловно, укрепит зубы. Удвоение толщины дает удвоенную прочность. Хорошим общим правилом является то, что толщина должна быть в три-пять раз больше шага шестерни. шестеренки .

Прочность зубца шестеренки Рассматривая его как небольшую балку, это можно принять приблизительно. Очевидно, что такой подход значительно повышает прочность зубьев, так как компактные стенки перекрываются, уменьшая неподдерживаемые участки шестеренок . В зависимости от области применения, эта методика расчета может быть использована и для уменьшения количества точек зацепления.

Методы крепления осей.

Объект (шестигранный) - вкручивается в уровень

Объект (шестигранный) — ввинчивается в уровень

Родос с клином на валу

Родники с клином на валу.

Клинья с плотными зубьями на валу. Этот простейший метод встречается реже. Здесь следует обратить внимание на деформацию пластика. Пластик со временем ухудшает передачу крутящего момента. Кроме того, такая конструкция не проникает внутрь.

Ось на винте крепления уровня. шестерни . Страховочный винт проходит через шестерню и располагается на плоской части оси. Крепежный винт обычно вкручивается непосредственно в корпус. шестерни или через утопленную гайку через квадратное отверстие. Каждый метод связан с определенными опасностями.

При прямом вводе винтов можно сломать хрупкую пластиковую резьбу. Метод с использованием утопленных гаек решает эту проблему, но если при креплении не соблюдать достаточную осторожность и не прилагать чрезмерных усилий, корпус шестерни Существует риск поломки. Сделайте это. шестерню потолще!

Добавление специального термического винта, такого как здесь, значительно повышает прочность крепления вала.

Шестигранник — это шестигранная выемка, в которую вставляется шестигранная гайка, а в нее — шестигранный винт. Вокруг шестигранника должен быть напечатан достаточно плотный слой, чтобы винт мог что-то удерживать. Стопорные винты также могут помочь в этом, особенно если речь идет о высоких скоростях.

Клинья не так часто встречаются в мире любительской 3D-печати.

Они представляют собой интегрированный вал и гайку. Такое решение хорошо выдерживает крутящие нагрузки. Однако этого очень сложно добиться с помощью принтера. что шестерни Он должен печатать перпендикулярно поверхности стола, и каждый вал в таком решении имеет слабое место по оси Z, которое возникает при высоких нагрузках.

Некоторые типы шестеренок

виды шестеренок

Внешняя и внутренняя резка шестерни Параллельная спираль (косозубая), двойная спираль, шестерня, коническая, винтовая, косозубая, плоская, червячная

Спиральная передача (елочка). Часто используются в экструдерах для принтеров, такие экструдеры сложны в эксплуатации, но имеют свои преимущества. Они имеют высокий коэффициент сцепления, отличные свойства самоцентрирования и самовыравнивания. (Самовыравнивание раздражает, так как влияет на общую производительность конструкции). Это тип шестеренок также трудно создать с помощью традиционного оборудования, такого как хобби-принтеры; 3D-печать знает более простой способ.

Червячная шестерня . Существует большой соблазн использовать его, потому что его легко моделировать. Обратите внимание, что передаточное число такой системы равно количеству зубьев. шестеренки Разделите на количество червячных отверстий. (Вам нужно посмотреть на конец червяка и посчитать количество начинающихся спиралей. В большинстве случаев вы получите от 1 до 3).

Реечная шестерня . Преобразуйте вращательное движение в линейное или наоборот. Речь идет не о вращении, а о расстоянии, пройденном стойкой за каждый оборот вала. шестерни . Рассчитать плотность зубьев очень просто. Просто умножьте плотность зубьев на рейке на pi и диаметр. шестерни . (В качестве альтернативы умножьте количество зубьев на рейке на плотность зубьев. на шестерне ).

Смазка при 3D-печати шестеренок

Смазка пластиковых зубьев не является проблемой, если оборудование работает при низких нагрузках, низких скоростях и низких частотах. шестеренок Это не является проблемой. Однако если нагрузка высока, смазка может продлить срок службы. шестерни Она уменьшает трение и износ. В любом случае, все функции шестеренок смазочные материалы и настоящие смазки, они более эффективны, если они шестерни служат дольше

Для таких объектов, как шестеренки Для экструдеров 3D-принтеров рекомендуются концентрированные смазки. Лучше всего для этой цели подходят смазки на основе литола, тефлона или силикона. Чтобы нанести смазку, слегка протрите деталь туалетной бумагой, чистым бумажным полотенцем или тряпкой без пыли и несколько раз поверните деталь, чтобы смазка распределилась равномерно. шестеренку .

Если смазка присутствует, это лучше, чем ее отсутствие, но вы должны убедиться, что она химически совместима с пластиком, о котором идет речь. Кроме того, всегда помните, что смазка WD-40 — дерьмо. Однако она является достойным очистителем.

Инструментарий для изготовления шестеренок

Высококачественные шестеренки Ее можно использовать только в бесплатных программах. Другими словами, существуют платные программы для высокооптимизированных и совершенных зубчатых соединений с точными параметрами и оптимальными характеристиками, но никто не ищет лучшего из лучших. Необходимо обеспечить использование одинаковых зубчатых колес с одинаковыми зубчатыми колесами. шестеренки Для обеспечения правильного зацепления звеньев используются одни и те же инструменты. Шестерни следует моделировать парами.

Вариант 1: Найдите существующую модель. шестеренки Измените или модернизируйте их в соответствии с вашими потребностями. Список баз данных, в которых можно найти готовые модели, приведен ниже шестеренок .

  • McMaster Carr: широкий выбор 3D-моделей, проверенные решения.
  • GrabCAD: огромная база данных моделей, предоставленных пользователями.
  • 3DContentCentral: база данных моделей, предоставленных пользователями.
  • Misumi: 3D-модели мелких механических деталей.
  • Stock Drive Products: 3D-модели различных типов. шестеренок

Вариант 2. Разработка шестеренку Создание с нуля с помощью бесплатных онлайн-шаблонов шестеренок

Если вы не можете найти подходящий шаблон, копируя существующий, следующий вариант создания собственного решения — использовать Spiral Pattern Generator. шестеренок . К счастью, здесь есть множество отличных инструментов, которые помогут вам.

  • Вот полезный набор шаблонов шестеренок Для кастомизации на Thingiverse.
  • Классическая программа Маттиаса Вандера — Generator. шестеренок .
  • Онлайн-генератор STL-файлов — создавайте STL-файлы легко и просто.
  • GearGenerator. com генерирует SVG-файлы из фигур с прямыми пазами. шестеренок (Эти файлы можно конвертировать в DXF, который можно импортировать здесь. Однако некоторые программы, например Blender, умеют импортировать SVG напрямую, без танцев с бубном).
  • https://inkscape. org/ru/ — Бесплатная программа векторной графики со встроенным генератором. шестеренок . Приличное руководство по созданию шестеренок Inkscape — также здесь и здесь.

Редактор файлов STL

Большинство генераторов шаблонов. шестеренок Может быть громоздким, если вам нужны функции, не предусмотренные генератором для вывода STL-файлов — STL-файлы представляют собой PDF-файлы в 3D-мире и, как известно, трудно поддаются редактированию, но их можно редактировать.

TinkerCAD. Отличная базовая браузерная CAD-программа, простая и быстрая в освоении, а также одна из немногих программ для 3D-моделирования, которая может модифицировать STL-файлы. www. Tinkercad. com

Mesh Mixer. Отличная программа для масштабирования исходных фигур. http:// meshmixer. com/

3D-печать не-FDM

Большинство людей имеют прямой доступ к другим технологиям 3D-печати, даже если они убеждают энтузиастов, шестеренок . А пока такие сервисы существуют и могут помочь.

SLA — отличная технология для создания профессиональных прототипов шестеренок . Напечатанные слои невидимы. Процесс позволяет изготавливать очень маленькие компоненты. Недостатком является дороговизна и некоторая хрупкость комплектующих. Если процесс используется для создания оригинальных литых прототипов, то проблем с удалением не возникает. компактных компонентов. В противном случае они обязательно сломаются!

SLS — это очень точный процесс, который позволяет получать прочные компоненты. Метод не требует поддержки выступающих конструкций. Можно создавать сложные и детализированные изделия, предпочтительно со стенками до четверти дюйма. Слои. печати Они также практически незаметны. Однако шероховатые поверхности (поскольку технология основана на использовании пыли печати ) очень плохо изнашиваются. Они требуют очень интенсивного смазывания, поэтому многие не рекомендуют SLS-технологии для широкого спектра применений.

Технология BinderJet подходит для детальных, точных и красочных декоративных или неструктурных деталей. Подходит для получения сумасшедших цветов, но не подходит для функциональных деталей, так как очень хрупкая и гранулированная. шестеренок .

Оцените статью