Drukowanie 3D funkcjonalnych kół zębatych i kół łańcuchowych: Najlepszy przewodnik

Drukowanie 3D przeszło poza proste modele i weszło w sferę inżynierii funkcjonalnej.Ten przewodnik przedstawia pełny przepływ pracy w zakresie tworzenia trwałychObejmiemy wszystko, od początkowych zasad projektowania w CAD po zaawansowane ustawienia cięcia i post-przetwarzanie specyficzne dla materiału.Wykonanie tych kroków pomoże ci wyprodukować części, które działająNie tylko te, które wyglądają dobrze.

Dlaczego i kiedy drukować biegówkę lub przyrząd w 3D

Drukowanie 3D oferuje wyjątkowe zalety w produkcji sprzętu, umożliwiając szybkie tworzenie prototypów i szybkie testowanie projektów.Zapewnia również niezrównaną dostosowanie do tworzenia części niestandardowychW przypadku produkcji małych partii drukowanie 3D jest opłacalną alternatywą dla tradycyjnego obróbki.

Kluczowe zastosowania i przypadki zastosowania

• Szybkie prototypowanie:Zweryfikuj dopasowanie i funkcjonalność przed zaangażowaniem się w drogą produkcję.

• Maszyny specjalne:Budowanie biegów dla określonych współczynników przenoszenia w projektach robotyki i automatyki.

• Systemy niskiego momentu obrotowego:Stwórz części zamienne do urządzeń, w których wysokie obciążenie nie jest czynnikiem.

Stawianie realistycznych oczekiwań

Drukowane części FDM (Fused Deposition Modeling) są z natury anizotropowe, co oznacza, że są słabsze wzdłuż osi Z (linii warstwy).Nie mogą one równać się wytrzymałości i odporności na zużycie metalowych przekładni odlewanych wtryskowo lub obrobionychTen przewodnik koncentruje się na maksymalizacji wydajności w ramach tych ograniczeń.

Zasady projektowania biegów: budowanie sukcesu w CAD

Właściwy sprzęt zaczyna się od solidnego projektu, a kiepskiego projektu nie da się naprawić nawet najlepszą drukarką czy materiałem.Celem jest stworzenie mechanicznie solidnego modelu zoptymalizowanego dla procesu druku FDM.

Wykorzystanie CAD z generatorami biegów

Użyj profesjonalnego oprogramowania CAD, takiego jak Fusion 360, SolidWorks lub Onshape.Profil biegów włączonychProfil ten jest niezbędny do płynnego, wydajnego przekazywania mocy, gdy zęby biegów odwracają się od siebie.

Kluczowa rola sprzeciwu

Odpowiedź jest najważniejszym aspektem projektowania zestawów 3D.Drukarki 3D mają wrodzone niedokładności wymiarowe. Bez zaprojektowanej luki, wydrukowane zęby biegów będą zbyt ciasne i będą się wiązać lub chwytać.

• Działanie:W modelu CAD na profil zęba stosuje się niewielkie przesunięcie ujemne (np. -0,1 mm do -0,2 mm).

Optymalizacja siły strukturalnej

• Dodaj filety:Wykorzystuj filery (zaokrąglone narożniki) do korzenia każdego zęba biegów.

• Optymalizacja nadwozia biegów:W przypadku dużych zębów biegów użyj szpików lub konstrukcji z płaszczami z otworami, aby zmniejszyć zużycie materiału i czas drukowania przy jednoczesnym zachowaniu sztywności konstrukcyjnej.

Wybór materiału: zrównoważenie wydajności i drukowalności

Wybór włókna bezpośrednio decyduje o końcowych właściwościach sprzętu.tolerancja temperatury, i łatwość drukowania.

W przypadku prototypów: PLA+ i PETG

• PLA+ / PLA:Łatwy do drukowania z wysoką dokładnością wymiarową. Jest idealny do wstępnych testów dopasowania i zastosowań o bardzo niskim obciążeniu.

• PETG:PETG jest dobrym punktem wyjścia dla części funkcjonalnych, które nie są narażone na ekstremalne zużycie.

Do użytku funkcjonalnego: Nylon

Nylon jest najlepszym materiałem do funkcjonalnych biegów.Posiada doskonałą wytrzymałość i niski współczynnik tarcia, zapewniając naturalne właściwości samosmarowania, które znacznie zmniejszają zużycie.

• Uwaga:Nylon jest wysoce higroskopowy, wchłania wilgoć z powietrza.musiprzed drukiem dokładnie wysuszyć włókno nylonowe i przechowywać w suchym pudełku, aby zapobiec awarii druku i kruchości części.

Do zastosowań o wysokiej wytrzymałości: Wzmocnione kompozyty

Włókna węglowe wzmocnione z nylonu (CF-nylon)Jest odpowiedni do zastosowań o wysokich obciążeniach, w których sztywność jest najważniejsza.

• Wymagania dotyczące sprzętu:Włókna węglowe są ścierające.wymaga utwardzonego stalowego dyszyw celu uniknięcia szybkiego zużycia standardowych misek mosiężnych.

Ustawienia Slicera: Przetwarzanie modelu w silną część

Twoje oprogramowanie (np. Cura, PrusaSlicer, Simplify3D) przetwarza model 3D w instrukcje dla drukarki.Prawidłowe ustawienia są kluczowe dla maksymalnej wytrzymałości i dokładności sprzętu.

O orientacji druku nie negocjujemy.

Zawsze drukuj biegów i kołnierzyków płaskich na łóżku druku.W ten sposób warstwy są wyrównane równolegle do powierzchni przekładni, co zapewnia, że siły cięcia na zębach przekładni działają na ciągłe nici włókien,nie przeciwko słabszym wiązaniom warstwy do warstwy.

Gęstość ściany jest kluczem do siły

ZwiększenieLiczba ścian/obwodówWiększa liczba gwarantuje, że cały ząb składa się z solidnych obwodów, a nie słabego wypełnienia.

• Zalecenie:Ustaw liczbę ścian na 4-6 perimetrów.

Precyzyjne dostrojenie i wypełnienie

• Wysokość warstwy:Użyj mniejszej wysokości warstwy (np. 0,1 mm - 0,15 mm).

• Prędkość drukowania:Zmniejszyć prędkość druku, zwłaszcza na ścianach zewnętrznych.

• Wypełnienie:Użyj wysokiej gęstości wypełnienia (50-100%) z silnym wzorem, takim jak Grid, Cubic lub Gyroid.

Przetwarzanie: od druku surowego do gotowego

Rzadko, gdy pierwotny druk jest gotowym elementem, konieczne są kolejne etapy przetwarzania, aby zapewnić odpowiednie dopasowanie, wykończenie i wydajność.

Podstawowe czyszczenie i dokładność wymiarów

Najpierw usunąć wszelkie materiały, krawędzie lub artefakty drukarskie.wiertarka lub wiertarkaaby doprowadzić otwór do dokładnej średnicy docelowej, aby idealnie pasował do osi lub wału.

Smarowanie dla długotrwałości

Smarowanie jest niezbędne dla wszystkich funkcjonalnych biegów.Wykorzystuj tłuszcz bezpieczny dla tworzyw sztucznych, na przykład biały litowy lub smarownik na bazie silikonu.

Zaawansowane: Grzebanie dla najwyższej siły

W przypadku takich materiałów, jak nylon, odgrzewanie może znacznie poprawić wydajność.Grzebanie zmniejsza napięcia wewnętrzne związane z procesem druku i zwiększa krystaliczność polimeru, w wyniku czego powstaje mocniejsza, twardsza część o lepszej przyczepności warstwy.

Testowanie, iteracja i rozwiązywanie problemów

Twoja pierwsza drukarka może nie być idealna. Siła druku 3D leży w szybkiej iteracji.

Wniosek: Złote zasady sprzętu do druku 3D

Z powodzeniem drukowanie 3D funkcjonalnych biegów i kołnierzyków jest systematycznym procesem wymagającym dbałości o szczegóły na każdym etapie.można tworzyć solidne elementy mechaniczne dostosowane do potrzeb projektu.

Pamiętaj o tych czterech złotych zasadach:

1. Projektowanie z reakcją:Zawsze dodawaj odległość w modelu CAD.

2. Druk płaski z grubymi ścianami:Położenie części płaskich na łóżku i użyj 4+ perimetrów.

3. Wybierz odpowiedni materiał:Użyj nylonu do funkcjonalnych, odpornych na zużycie części.

4. Zawsze smarować:Niewielka ilość tłuszczu znacznie przedłuża żywotność.

Jeśli twój projekt wymaga wydajności wykraczającej poza to, co mogą zaoferować polimery, rozważ profesjonalne usługi produkcyjne, które zapewniają drukowanie 3D metalu w celu uzyskania wyników klasy przemysłowej.