In ấn 3D bánh răng và bánh xích chức năng: Hướng dẫn toàn diện

In 3D đã vượt ra ngoài các mô hình đơn giản và vào lĩnh vực kỹ thuật chức năng.Hướng dẫn này cung cấp một quy trình làm việc hoàn chỉnh để tạo ra bềnChúng tôi sẽ bao gồm tất cả mọi thứ từ các nguyên tắc thiết kế ban đầu trong CAD đến cài đặt slicer tiên tiến và xử lý sau cụ thể vật liệu.Theo các bước này sẽ giúp bạn sản xuất các bộ phận hoạt động, không chỉ những phần trông đẹp.

Tại sao và khi nào để in 3D một bánh răng hoặc Sprocket

In 3D mang lại những lợi thế độc đáo cho sản xuất bánh răng. Công nghệ này cho phép tạo ra nguyên mẫu nhanh chóng, cho phép các kỹ sư kiểm tra thiết kế nhanh chóng.Nó cũng cung cấp tùy biến không có đối thủ để tạo ra các bộ phận phi tiêu chuẩnĐối với sản xuất hàng loạt nhỏ, in 3D là một lựa chọn thay thế hiệu quả về chi phí cho máy gia công truyền thống.

Các ứng dụng chính và trường hợp sử dụng

• Xây dựng nguyên mẫu nhanh:Xác minh phù hợp và chức năng trước khi cam kết sản xuất đắt tiền.

• Máy tùy chỉnh:Xây dựng bánh răng cho tỷ lệ truyền cụ thể trong các dự án robot và tự động hóa.

• Hệ thống mô-men xoắn thấp:Tạo các bộ phận thay thế cho các thiết bị mà căng thẳng cao không phải là một yếu tố.

Đặt kỳ vọng thực tế về hiệu suất

Điều quan trọng là phải hiểu những hạn chế. Các bộ phận in FDM (Fused Deposition Modeling) vốn có là anisotropic, có nghĩa là chúng yếu hơn dọc theo trục Z (đường lớp).Chúng không thể phù hợp với sức mạnh và sức đề kháng mòn của răng kim loại đúc phun hoặc gia côngHướng dẫn này tập trung vào tối đa hóa hiệu suất trong những hạn chế này.

Nguyên tắc thiết kế bánh răng: Xây dựng thành công trong CAD

Một thiết bị có chức năng thành công bắt đầu với một thiết kế vững chắc.Mục tiêu là tạo ra một mô hình âm thanh cơ học tối ưu cho quá trình in FDM.

Sử dụng CAD với các máy tạo bánh răng

Sử dụng phần mềm CAD chuyên nghiệp như Fusion 360, SolidWorks hoặc Onshape.Profile thiết bị chuyển động. Mảng hình này là rất cần thiết cho sự truyền tải năng lượng mượt mà, hiệu quả khi răng bánh xe lăn ra với nhau.

Vai trò quan trọng của phản ứng dữ dội

Phản ứng ngược lại là cân nhắc thiết kế quan trọng nhất cho các bánh răng in 3D.Máy in 3D có sự không chính xác về kích thước vốn có. Nếu không có một khoảng trống được thiết kế, răng bánh răng in sẽ quá chặt chẽ và sẽ gắn kết hoặc nắm bắt.

• Hành động:Trong mô hình CAD của bạn, áp dụng một sự dịch chuyển âm nhỏ (ví dụ, -0,1mm đến -0,2mm) vào hồ sơ răng. Điều này tạo ra khoảng trống cần thiết cho việc trơn tru.

Tối ưu hóa sức mạnh cấu trúc

• Thêm filet:Sử dụng filet (các góc tròn) vào gốc của mỗi răng bánh răng. Các góc sắc nét tạo ra nồng độ căng thẳng, đó là các điểm thất bại phổ biến.

• Tối ưu hóa thân xe:Đối với các bánh răng lớn, một cơ thể rắn là lãng phí.

Chọn vật liệu: cân bằng hiệu suất và khả năng in

Sự lựa chọn của bạn về sợi chỉ trực tiếp tính chất cuối cùng của thiết bị.dung nạp nhiệt độ, và dễ in.

Đối với tạo mẫu: PLA + và PETG

• PLA+ / PLA:Dễ in với độ chính xác kích thước cao. Nó lý tưởng cho các thử nghiệm phù hợp ban đầu và các ứng dụng tải trọng rất thấp. Tuy nhiên, nó rất mong manh và có nhiệt độ lệch nhiệt thấp.

• PETG:PETG là một điểm khởi đầu tốt cho các bộ phận chức năng không phải đối mặt với sự hao mòn cực kỳ.

Để sử dụng chức năng: Nylon

Nylon là vật liệu cao cấp cho các bánh răng chức năng.Nó có độ dẻo dai tuyệt vời và hệ số ma sát thấp, cung cấp các tính chất tự bôi trơn tự nhiên làm giảm đáng kể sự mòn.

• Lưu ý quan trọng:Nylon có khả năng hạ độ cao; nó hấp thụ độ ẩm từ không khí.phảilau khô sợi nylon của bạn kỹ trước khi in và lưu trữ nó trong một hộp khô để ngăn ngừa thất bại in và các bộ phận dễ vỡ.

Đối với các ứng dụng có độ bền cao: Các vật liệu tổng hợp tăng cường

Nylon tăng cường bằng sợi cacbon (CF-Nylon)cung cấp độ cứng và độ bền đặc biệt. Nó phù hợp với các ứng dụng căng thẳng cao, nơi độ cứng là tối quan trọng.

• Yêu cầu về phần cứng:Các sợi carbon là mài mòn. in với CF-Nylonđòi hỏi một vòi thép cứngđể tránh sự mòn nhanh của vòi phun đồng tiêu chuẩn.

Cài đặt Slicer: Chuyển mô hình thành một phần mạnh

Phần mềm slicer của bạn (ví dụ, Cura, PrusaSlicer, Simplify3D) dịch mô hình 3D thành hướng dẫn cho máy in.Cài đặt đúng là rất quan trọng để tối đa hóa sức mạnh và độ chính xác của thiết bị của bạn.

Định hướng in là không thể thương lượng

Luôn in bánh răng và bánh răng thẳng trên giường in.Sự định hướng này sắp xếp các lớp song song với mặt của thiết bị. Điều này đảm bảo rằng các lực cắt trên răng thiết bị đang hoạt động chống lại các sợi sợi liên tục,không chống lại các liên kết lớp-to-layer yếu hơn.

Độ dày tường là chìa khóa cho sức mạnh

TăngSố lượng tường / chu vilà cách hiệu quả nhất để tăng cường răng bánh răng. một số lượng cao hơn đảm bảo toàn bộ răng được tạo thành từ các đường viền rắn, thay vì đầy yếu.

• Khuyến nghị:Đặt số lượng tường lên 4-6 đường.

Chọn chính xác và điền

• Độ cao lớp:Sử dụng chiều cao lớp nhỏ hơn (ví dụ: 0,1 mm - 0,15 mm).

• Tốc độ in:Giảm tốc độ in, đặc biệt là cho các bức tường bên ngoài.

• Nhập:Sử dụng mật độ điền cao (50-100%) với một mẫu mạnh như Grid, Cubic hoặc Gyroid.

Sau khi chế biến: Từ bản in thô đến sản phẩm hoàn thiện

Một bản in thô hiếm khi là một bộ phận hoàn thiện. Các bước sau chế biến là cần thiết để đảm bảo phù hợp, hoàn thiện và hiệu suất đúng.

Làm sạch cơ bản và độ chính xác kích thước

Đầu tiên, hãy loại bỏ bất kỳ vật liệu hỗ trợ, cạnh hoặc đồ tạo tác in.máy khoan hoặc một con thùngđể đưa lỗ vào đường kính mục tiêu chính xác của nó để phù hợp hoàn hảo trên trục hoặc trục.

Lôi trơn để sống lâu

Lôi trơn là điều cần thiết cho tất cả các bánh răng chức năng.Sử dụng chất bôi mỡ không chứa nhựa, chẳng hạn như chất bôi mỡ lithium trắng hoặc silicon.

Tiến bộ: Lửa để có sức mạnh tối đa

Đối với các vật liệu như Nylon, sơn lại có thể cải thiện đáng kể hiệu suất. Quá trình này liên quan đến việc làm nóng bộ phận trong lò dưới điểm nóng chảy và sau đó để nó nguội dần.Lấy nước nóng làm giảm căng thẳng bên trong trong quá trình in và làm tăng độ tinh thể của polyme, dẫn đến một phần mạnh mẽ hơn, cứng hơn với độ dính lớp tốt hơn.

Kiểm tra, lặp lại và khắc phục sự cố

Bản in đầu tiên của bạn có thể không hoàn hảo. Sức mạnh của in 3D nằm ở sự lặp lại nhanh chóng. Kiểm tra các bộ phận của bạn và sử dụng thất bại như cơ hội học tập.

Kết luận: Quy tắc vàng của thiết bị in 3D

Nhập hợp thiết kế, khoa học vật liệu và thiết lập in, chúng ta có thể tạo ra một hệ thống thiết kế 3D hiệu quả, kết hợp các thiết kế 3D, thiết kế 3D, thiết kế 3D, thiết kế 3D, thiết kế 3D, thiết kế 3D.bạn có thể tạo ra các thành phần cơ khí mạnh mẽ phù hợp với nhu cầu của dự án của bạn.

Hãy nhớ bốn quy tắc vàng này:

1. Thiết kế với phản ứng:Luôn luôn thêm khoảng trống trong mô hình CAD của bạn.

2. in phẳng với tường dày:Đặt các bộ phận thẳng trên giường và sử dụng 4+ đường viền.

3. Chọn đúng vật liệu:Sử dụng nylon cho các bộ phận chức năng, chống mòn.

4. Luôn bôi trơn:Một lượng nhỏ dầu mỡ kéo dài đáng kể tuổi thọ.

Khi dự án của bạn đòi hỏi hiệu suất vượt quá những gì polyme có thể cung cấp, hãy xem xét các dịch vụ sản xuất chuyên nghiệp cung cấp in kim loại 3D cho kết quả cấp công nghiệp.