- Çeşitli dişli tiplerinin ve bunların eklemeli imalattaki teknik uygulamalarının detaylı analizi.
- Iglidur® gibi özel endüstriyel malzemeler ile FDM ve SLS baskı süreçleri arasındaki karşılaştırma.
- Prototip ve yedek parça üretiminde 3D baskının enjeksiyon kalıplamaya göre rekabet avantajları.
Eski bir makineye ikinci bir hayat vermeyi düşündüyseniz veya arabanızdaki plastik bir parçanın bozulduğunu fark ettiyseniz, tam olarak aynı yedek parçayı bulmanın gerçek bir baş ağrısı olabileceğini biliyorsunuzdur. İşte burada eklemeli üretim devreye giriyor; cihaz ve makineler için yedek parçaları 3D yazıcıyla üretmemizi , küçük bir dişli kırıldı diye tüm cihazı atmak zorunda kalmadan özel mekanik bileşenler oluşturmamızı sağlıyor .
İlk bakışta sadece "yazdır" düğmesine basmanız yeterli gibi görünse de, gerçekte çalışan dişliler tasarlamak oldukça karmaşıktır. Sadece diş çizmekle ilgili değil, aynı zamanda parçaların sıkışmaması ve günlük kullanımın zorluklarına dayanabilmesi için modül ve boşluklar gibi kavramları anlamakla da ilgilidir . Bilgisayardaki bir fikirden dünyayı hareket ettiren fiziksel bir parçaya nasıl geçileceğine yakından bakalım.
Dişlinin temel kavramları ve yapısı
İki dişlinin kuvveti ve hareketi doğru bir şekilde iletebilmesi için belirli parametreleri paylaşmaları gerekir. Temel kısım , dişlerin bulunduğu dişli halkasıdır . Bunların nasıl birbirine geçtiğini anlamak için, iki parça arasında temasın gerçekleştiği tam nokta olan adım dairesine bakmalıyız . Buna ek olarak, her dişin tepe ve çukurunu tanımlayan dış ve iç daireler de vardır.
Bir diğer önemli bilgi ise dairesel adımdır ; bu, esasen bir diş üzerindeki bir noktadan bir sonraki diş üzerindeki aynı noktaya kadar ölçülen mesafedir. Tasarım yaparken, yapısal sağlamlığından ödün vermeden ataletini azaltmak ve parçanın toplam ağırlığını hafifletmek için kollar veya bölmeler kullanarak dişli gövdesini de optimize etmeliyiz.
Kullanım alanlarına göre dişli çeşitleri
Neyi ve hangi yönde hareket ettirmek istediğimize bağlı olarak farklı bir mekanizma türü seçeceğiz. En yaygın olanları , paralel akslar ve orta hızlarda önemli hız düşüşleri için ideal olan düz silindirik dişlilerdir . Daha yumuşak ve sessiz bir şey arıyorsak, açılı dişleri sayesinde çok daha yumuşak bir sürüşle daha yüksek gücü kaldırabilen helisel dişliler en iyi seçenektir.
- Konik Dişliler: Bu dişliler, miller birbirine dik (90 derece) olduğunda kullanılır. Dayanmaları gereken hız ve yüke bağlı olarak düz veya helisel dişlere sahip olabilirler.
- Gezegensel veya Episiklik Sistemler: Bunlar, "Güneş" adı verilen merkezi bir dişli çarktan ve onu çevreleyen "gezegenlerden" oluşur. Dış halkanın sabit mi yoksa hareketli mi olduğuna bağlı olarak, şunları görebiliriz: çıkış hızını değiştirin hatta dönüş yönünü tersine çevirebilir.
- Sonsuz Dişliler ve Kremayerler: İlki titreşimleri önlemek ve sabit bir hız sağlamak için mükemmeldir, dişli çark ise asıl yıldız araçtır. dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürün.
Endüstriyel malzemeler ve baskı teknolojileri
Tüm plastikler güç aktarımı için uygun değildir. FDM hızlı prototipleme için harika olsa da, SLS (Seçici Lazer Sinterleme) teknolojisi üstün tasarım özgürlüğü ve önemli ölçüde daha yüksek mekanik dayanıklılık sunar. Profesyonel uygulamalarda, tribolojik özellikleri sayesinde aşınmayı azaltmak için özel olarak tasarlanmış iglidur® malzeme ailesi öne çıkar.
Örneğin, iglidur I3, yüksek mukavemeti nedeniyle düz ve konik dişliler için mantıklı bir seçimdir; I6 ise kayma kabiliyeti nedeniyle helisel dişliler için ideal malzemedir. Statik elektriğin sorun teşkil ettiği ortamlarda ise iglidur I8-ESD mükemmel bir çözümdür. Bu polimerlerin en büyük avantajlarından biri , yapılarına entegre edilmiş katı yağlayıcılar içermeleri nedeniyle harici yağlamaya ihtiyaç duymamalarıdır .
3D Baskı ve Enjeksiyon Kalıplama Karşılaştırması
Hangi yöntemin en iyi olduğu konusunda süregelen bir tartışma var. Altın kural miktar: 10.000 adet özdeş parçaya ihtiyacınız varsa, maliyet açısından enjeksiyon kalıplama rakipsizdir. Bununla birlikte, kısa süreli üretimler, prototipler veya tek seferlik parçalar için 3D baskı açık ara kazanandır . CAD modelini anında ayarlamanıza ve geleneksel üretimdeki uzun bekleme sürelerinden kaçınarak son parçayı birkaç saat içinde elde etmenize olanak tanır.
Bu teknolojinin gerçek dünyada birçok kurtarıcı örneği gördük; Formula Student takımlarının 72 saatten kısa sürede yarış şanzımanları için dişli çarklar üretmesinden, yedek parçaların artık bulunmadığı 20'lerin klasik otomobillerindeki hız göstergelerinin onarılmasına kadar. Hatta itfaiye araçları gibi kritik hizmetlerde bile , pahalı servomotor dişlileri, yüksek yükleri verimli bir şekilde kaldırabilen 3D baskılı versiyonlarla değiştirildi.
Tasarım ve üretim için pratik ipuçları
Kendi dişlilerinizi tasarlamaya karar verirseniz, toleranslara dikkat edin. 3D baskıda, özellikle FDM'de, parçalar hafifçe genleşme eğilimindedir. Bu nedenle, teknik boşluk bırakmak çok önemlidir ; yani, parçanın sıkışmasını önlemek için dişler arasındaki boşluk, dişin kendisinden biraz daha geniş olmalıdır.
Sıfırdan tasarım konusunda deneyimi olmayanlar için, başlangıç noktası olarak kullanılabilecek indirilebilir 3D araçlar ve modeller mevcuttur ; ancak ideal olarak, modülleri hassas bir şekilde ayarlamak için Solidworks gibi yazılımları kullanmayı öğrenmelisiniz. Başarının anahtarının, seçilen malzemeyi projenizin sürtünme ve yük gereksinimleriyle dengelemekte yattığını unutmayın.
Gelişmiş polimerler ve lazer sinterleme kullanılarak özel mekanik bileşenlerin üretilebilme yeteneği, endüstriyel bakım ve onarımı demokratikleştirdi. Aşınmayı önlemek için doğru malzemenin seçilmesinden tasarım boşluklarının yönetilmesine kadar, 3D baskı maliyetleri ve zamanı optimize ederek, çok çeşitli uygulamalarda metal veya enjeksiyon kalıplı bileşenlerin yerini başarıyla alan sağlam çözümler sunmaktadır.