- Podrobná analýza rôznych typov ozubených kolies a ich technického využitia v aditívnej výrobe.
- Porovnanie medzi špecializovanými priemyselnými materiálmi, ako je iglidur®, a tlačovými procesmi FDM a SLS.
- Konkurenčné výhody 3D tlače oproti vstrekovaniu plastov pri tvorbe prototypov a náhradných dielov.
Ak ste niekedy uvažovali o tom, že dáte starému stroju druhý život, alebo ste si všimli, že sa vám pokazila plastová súčiastka na aute, viete, že nájsť presnú náhradu môže byť poriadny problém. A práve vtedy... aditívna výroba, čo nám umožňuje 3D tlač náhradných dielov pre domáce spotrebiče a stroje vytvárať vlastné mechanické súčiastky bez toho, aby ste museli vyhodiť celé zariadenie len preto, že sa zlomilo malé pastorok.
Aunque a simple vista parezca que solo hay que darle a «imprimir», la realidad es que diseñar engranajes que funcionen de verdad tiene su miga. No se trata solo de dibujar dientes, sino de entender conceptos como modul a medzery Aby sa súčiastky nezasekávali a vydržali opotrebovanie pri každodennom používaní. Podrobne sa pozrieme na to, ako prejsť od nápadu v počítači k fyzickej súčiastke, ktorá hýbe svetom.
Základné pojmy a anatómia ozubeného kolesa
Aby dva ozubené kolesá správne prenášali silu a pohyb, musia mať spoločné určité parametre. Základnou súčasťou je koruna kolesakde sa nachádzajú zuby. Aby sme pochopili, ako do seba zapadajú, musíme sa pozrieť na primitívny obvodToto je presný bod, kde sa tieto dva kusy dotýkajú. Okrem toho existujú vonkajší a vnútorný obvod, ktoré definujú vrchol a údolie každého zuba.
Ďalšou kľúčovou informáciou je kruhový krokčo je v podstate vzdialenosť meraná od bodu na jednom zube k rovnakému bodu na ďalšom. Pri navrhovaní musíme tiež optimalizovať teleso ozubeného kolesa pomocou ramien alebo priečok na znížiť zotrvačnosť a odľahčiť celkovú hmotnosť kusu bez ohrozenia jeho štrukturálnej stability.
Druhy ozubených kolies podľa ich použitia
V závislosti od toho, čo chceme pohnúť a akým smerom, si vyberieme iný typ mechanizmu. Najbežnejšie sú rovné valceIdeálne pre paralelné nápravy a výrazné zníženie rýchlosti pri stredných rýchlostiach. Ak hľadáme niečo plynulejšie a tichšie, špirálový valcový Sú najlepšou voľbou, pretože ich šikmé zuby im umožňujú odolávať vyššiemu výkonu s oveľa plynulejším chodom.
- Kužeľové ozubené kolesá: Používajú sa, keď sú hriadele kolmé (pod uhlom 90 stupňov). Môžu mať rovné alebo špirálové zuby v závislosti od rýchlosti a zaťaženia, ktoré musia odolávať.
- Planetárne alebo epicyklické systémy: Constan de un engranaje central llamado «Sol» rodeado de «planetas». Según si el anillo exterior está fijo o se mueve, podemos meniť výstupnú rýchlosť alebo dokonca zmeniť smer otáčania.
- Šnekové prevody a ozubené kolesá: Prvý je ideálny na zabránenie vibráciám a udržiavanie konštantnej rýchlosti, zatiaľ čo hrebeň je hlavným nástrojom pre premeniť rotáciu na lineárny pohyb.
Priemyselné materiály a tlačiarenské technológie
Nie všetky plasty sú vhodné na prenos energie. Hoci je FDM skvelá pre rýchle prototypovanie, táto technológia... SLS (Selektívne laserové spekanie) Ponúka vynikajúcu slobodu dizajnu a výrazne vyššiu mechanickú pevnosť. V profesionálnom prostredí materiály z tejto rodiny vynikajú. iglidur®, špeciálne navrhnuté na zníženie opotrebenia vďaka ich tribologickým vlastnostiam.
Napríklad materiál iglidur I3 je logickou voľbou pre čelné a kužeľové ozubené kolesá vďaka svojej vysokej pevnosti, zatiaľ čo I6 je kráľom špirálových ozubených kolies vďaka svojim klzným schopnostiam. Pre prostredia, kde je statická elektrina problémom, je iglidur I8-ESD tou správnou voľbou. Hlavnou výhodou týchto polymérov je, že Nevyžadujú vonkajšie mazanie, pretože obsahujú tuhé mazivá integrované do ich vlastnej štruktúry.
3D tlač verzus vstrekovanie plastov
Prebieha diskusia o tom, ktorá metóda je lepšia. Zlatým pravidlom je množstvo: ak potrebujete 10 000 identických dielov, vstrekovanie plastov je z hľadiska nákladov neprekonateľné. 3D tlač je však jasným víťazom. krátke série, prototypy alebo unikátne kusyUmožňuje vám upravovať CAD model za chodu a získať finálny komponent v priebehu niekoľkých hodín, čím sa vyhnete dlhým dodacím lehotám, ktoré sú typické pre tradičný priemysel.
Videli sme skutočné prípady, keď táto technológia zachránila situáciu, od tímov Formula Študent Vytvorili ozubené kolesá pre pretekárske prevodovky za menej ako 72 hodín a reštaurovali rýchlomery v klasických autách z 20. rokov 20. storočia, kde už neexistujú náhradné diely. Dokonca aj v kritických službách, ako napríklad hasičské autáDrahé prevody servomotorov boli nahradené verziami vytlačenými 3D tlačiarňou, ktoré efektívne znesú vysoké zaťaženie.
Praktické tipy pre návrh a výrobu
Ak sa rozhodnete navrhnúť si vlastné ozubené kolesá, dávajte si pozor na tolerancie. Pri 3D tlači, najmä FDM, majú súčiastky tendenciu mierne sa rozťahovať. Preto je dôležité povoliť technické schválenieInými slovami, priestor medzi zubami by mal byť o niečo širší ako samotný zub, aby sa zabránilo zaseknutiu obrobku.
Pre tých, ktorí nezvládajú dizajn od nuly, existujú nástroje a 3D modely na stiahnutie Tieto slúžia ako základ, hoci ideálne by ste sa mali naučiť používať softvér ako Solidworks na presné nastavenie modulov. Pamätajte, že kľúčom k úspechu je vyváženie zvoleného materiálu s požiadavkami na trenie a zaťaženie vášho projektu.
Možnosť vyrábať vlastné mechanické komponenty s použitím pokročilých polymérov a laserového spekania demokratizovala priemyselnú údržbu a renovácie. Od výberu správneho materiálu na zabránenie opotrebovaniu až po riadenie konštrukčných vôlí, 3D tlač optimalizuje náklady a čas a ponúka robustné riešenia, ktoré úspešne nahrádzajú kovové alebo vstrekované komponenty v širokej škále aplikácií.