คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการพิมพ์เฟืองพลาสติกแบบ 3 มิติ

อินฟอร์เมเทค ดิจิตอล » Recursos » คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการพิมพ์เฟืองพลาสติกแบบ 3 มิติ

หากคุณเคยคิดที่จะนำเครื่องจักรเก่ามาใช้งานต่อ หรือสังเกตเห็นว่าชิ้นส่วนพลาสติกในรถของคุณชำรุด คุณคงรู้ว่าการหาชิ้นส่วนทดแทนที่ตรงรุ่นนั้นเป็นเรื่องยุ่งยากมาก นั่นคือเหตุผลที่... การผลิตสารเติมแต่งที่ช่วยให้เรา การพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องจักรในครัวเรือน เพื่อสร้างชิ้นส่วนกลไกแบบกำหนดเองโดยไม่ต้องทิ้งอุปกรณ์ทั้งหมดเพียงเพราะเฟืองเล็กๆ ตัวหนึ่งแตกหัก

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 โมดูลและระยะห่าง เพื่อให้ชิ้นส่วนไม่ติดขัดและทนทานต่อการสึกหรอจากการใช้งานในชีวิตประจำวัน เราจะมาเจาะลึกถึงวิธีการเปลี่ยนจากแนวคิดบนคอมพิวเตอร์ไปเป็นชิ้นส่วนจริงที่ขับเคลื่อนโลก

บทความที่เกี่ยวข้อง:

คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องจักรในครัวเรือน

แนวคิดพื้นฐานและโครงสร้างของเฟือง

เพื่อให้เฟืองสองตัวส่งผ่านแรงและการเคลื่อนที่ได้อย่างถูกต้อง เฟืองทั้งสองต้องมีพารามิเตอร์บางอย่างร่วมกัน ส่วนประกอบพื้นฐานคือ... มงกุฎล้อซึ่งเป็นบริเวณที่ฟันอยู่ เพื่อให้เข้าใจว่าฟันเรียงตัวกันอย่างไร เราจำเป็นต้องดูที่... เส้นรอบวงดั้งเดิมนี่คือจุดที่ชิ้นส่วนทั้งสองสัมผัสกันอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีเส้นรอบวงด้านนอกและด้านใน ซึ่งกำหนดส่วนยอดและส่วนเว้าของฟันแต่ละซี่

ข้อมูลสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ขั้นตอนวงกลมซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือระยะทางที่วัดจากจุดหนึ่งบนฟันเฟืองหนึ่งไปยังจุดเดียวกันบนฟันเฟืองถัดไป เมื่อเราออกแบบ เราต้องปรับตัวเรือนเฟืองให้เหมาะสมด้วย โดยใช้แขนหรือส่วนแบ่งเพื่อ... ลดแรงเฉื่อย และลดน้ำหนักโดยรวมของชิ้นงานโดยไม่กระทบต่อความมั่นคงของโครงสร้าง

ประเภทของเกียร์ตามการใช้งาน

ขึ้นอยู่กับว่าเราต้องการเคลื่อนย้ายอะไรและไปในทิศทางใด เราจะเลือกใช้กลไกที่แตกต่างกันไป กลไกที่พบได้บ่อยที่สุดคือ... ทรงกระบอกตรงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเพลาคู่ขนานและการลดความเร็วอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็วปานกลาง หากเรามองหาสิ่งที่ราบรื่นและเงียบกว่านี้... ทรงกระบอกเกลียว ล้อประเภทนี้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด เนื่องจากฟันล้อที่ทำมุมเอียงช่วยให้ทนทานต่อกำลังที่สูงขึ้นได้ดีกว่า พร้อมทั้งยังให้การขับขี่ที่ราบรื่นกว่ามาก

• เฟืองดอกจอก: ใช้ในกรณีที่เพลาตั้งฉาก (ทำมุม 90 องศา) ฟันเฟืองอาจเป็นแบบตรงหรือแบบเกลียว ขึ้นอยู่กับความเร็วและภาระที่ต้องรับ
• ระบบดาวเคราะห์หรือระบบวงโคจรย่อย: Constan de un engranaje central llamado «Sol» rodeado de «planetas». Según si el anillo exterior está fijo o se mueve, podemos ปรับความเร็วเอาต์พุต หรือแม้กระทั่งเปลี่ยนทิศทางการหมุน
• เฟืองตัวหนอนและแร็ค: อันแรกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันการสั่นสะเทือนและรักษาความเร็วให้คงที่ ในขณะที่แร็คเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับ แปลงการหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น.

วัสดุอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีการพิมพ์

พลาสติกทุกชนิดไม่เหมาะสำหรับการส่งกำลังไฟฟ้า แม้ว่าเทคโนโลยี FDM จะยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว แต่เทคโนโลยีนี้ก็มีข้อจำกัดอยู่บ้าง SLS (การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด) วัสดุกลุ่มนี้มอบอิสระในการออกแบบที่เหนือกว่าและมีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ในสภาพแวดล้อมระดับมืออาชีพ วัสดุในกลุ่มนี้จึงโดดเด่นเป็นอย่างยิ่ง อิกลิเดอร์®ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อลดการสึกหรอด้วยคุณสมบัติทางด้านแรงเสียดทาน

ตัวอย่างเช่น วัสดุ iglidur I3 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับ เฟืองตรงและเฟืองเฉียง เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ในขณะที่ I6 เป็นสุดยอดของเฟืองเกลียวเนื่องจากความสามารถในการเลื่อนที่ดีเยี่ยม สำหรับสภาพแวดล้อมที่ไฟฟ้าสถิตเป็นปัญหา iglidur I8-ESD จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม ข้อได้เปรียบที่สำคัญของโพลิเมอร์เหล่านี้คือ ไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นภายนอกเนื่องจากมีสารหล่อลื่นชนิดแข็งแทรกอยู่ในโครงสร้างของตัวมันเอง

การพิมพ์ 3 มิติ เทียบกับ การฉีดขึ้นรูป

มีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องว่าวิธีการใดดีกว่ากัน กฎทองคำคือปริมาณ: หากคุณต้องการชิ้นส่วนที่เหมือนกัน 10.000 ชิ้น การฉีดขึ้นรูปนั้นเหนือกว่าในแง่ของต้นทุน อย่างไรก็ตาม การพิมพ์ 3 มิติเป็นผู้ชนะอย่างชัดเจนสำหรับ ผลิตจำนวนจำกัด ต้นแบบ หรือชิ้นงานที่ไม่ซ้ำใครเทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณสามารถปรับแต่งแบบจำลอง CAD ได้ทันทีและได้ชิ้นส่วนสำเร็จรูปภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง หลีกเลี่ยงระยะเวลาการส่งมอบที่ยาวนานของอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม

เราได้เห็นกรณีจริงที่เทคโนโลยีนี้ช่วยแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงที จากทีมงานต่างๆ นักเรียนสูตร พวกเขาสร้างเฟืองสำหรับระบบส่งกำลังของรถแข่งได้ภายในเวลาไม่ถึง 72 ชั่วโมง และซ่อมแซมมาตรวัดความเร็วในรถยนต์คลาสสิกจากยุคปี 20 ที่ไม่มีอะไหล่เหลืออยู่แล้ว แม้แต่ในงานบริการที่สำคัญ เช่น... รถดับเพลิงเฟืองมอเตอร์เซอร์โวที่มีราคาแพงได้ถูกแทนที่ด้วยเฟืองที่ผลิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งสามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เคล็ดลับเชิงปฏิบัติสำหรับการออกแบบและการผลิต

หากคุณตัดสินใจออกแบบเฟืองเอง โปรดระมัดระวังเรื่องค่าความคลาดเคลื่อน ในการพิมพ์ 3 มิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง FDM ชิ้นส่วนมักจะขยายตัวเล็กน้อย นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการเผื่อค่าความคลาดเคลื่อนจึงเป็นสิ่งสำคัญ การอนุมัติทางเทคนิคกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ช่องว่างระหว่างฟันควรจะกว้างกว่าตัวฟันเล็กน้อย เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนติดอยู่

สำหรับผู้ที่ไม่ได้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น ก็มีเครื่องมือและทางเลือกต่างๆ ให้เลือกใช้ โมเดล 3 มิติที่ดาวน์โหลดได้ สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงพื้นฐานเท่านั้น แม้ว่าในอุดมคติแล้วคุณควรเรียนรู้การใช้ซอฟต์แวร์เช่น Solidworks เพื่อปรับแต่งโมดูลอย่างแม่นยำ จำไว้ว่ากุญแจสู่ความสำเร็จอยู่ที่การสร้างสมดุลระหว่างวัสดุที่เลือกกับแรงเสียดทานและภาระที่ต้องการในโครงการของคุณ

ความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนกลไกแบบกำหนดเองโดยใช้โพลิเมอร์ขั้นสูงและการเผาผนึกด้วยเลเซอร์ได้ทำให้การบำรุงรักษาและการซ่อมแซมในภาคอุตสาหกรรมเป็นเรื่องที่เข้าถึงได้ง่ายขึ้น ตั้งแต่การเลือกวัสดุที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการสึกหรอไปจนถึงการจัดการระยะห่างในการออกแบบ การพิมพ์ 3 มิติช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุนและเวลา โดยนำเสนอโซลูชันที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถทดแทนชิ้นส่วนโลหะหรือชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูปได้อย่างประสบความสำเร็จในหลากหลายการใช้งาน