3D natisnjeni zobniki iz PA 12: Oblikovanje, omejitve in mazanje

Kje so zobniki iz SLS najlona smiselni

• Prototipi menjalnikov in mehanizmov za testiranje delovanja pred brizganjem ali strojno obdelavo.
• Mehanizmi za lažje obremenitve: nastavljalniki, številčnice, pogoni majhnih naprav, aktuatorji z zmernimi obremenitvami.
• Testne naprave, priprave in avtomatizacija: zobniki po meri, katerih posamična strojna obdelava bi bila draga.
• Rezervni deli za stroje in naprave, kjer original ni več na voljo.
• Integrirani deli: zobnik z odmikalom, ročico, pestom ali pritrdilno prirobnico v enem kosu.

Skupni dejavnik: zmerne obremenitve, zmerne hitrosti in vrednost v svobodi oblikovanja ali hitrosti. Za zobnik, ki mora leta neprekinjeno prenašati visok navor, je običajno prava izbira brizgan ali strojno obdelan zobnik, izdelan za to nalogo.

Kaj prinaša material

PA 12 je žilav poliamid z nizkim trenjem in nizko absorpcijo vlage, zato njegove dimenzije ostanejo stabilne v vlažnem zraku. Za PA 2200, prah, ki ga tiskamo, EOS navaja tališče 176 °C, natezno trdnost 48 MPa znotraj slojev in 42 MPa prečno na njih ter raztezek ob prelomu 18 % v primerjavi s 4 %. Togost pada z naraščanjem temperature, zato zobnik, ki se med delovanjem segreje, prenese manjšo obremenitev. Celotno sliko podaja vodnik za najlon PA12.

Pravila oblikovanja za zobnike SLS

Uporabite standardno evolventno geometrijo

Profil zoba ustvarite z orodjem za zobnike v CAD programu, namesto da ga rišete ročno. Standardni evolventni zobniki se gladko ujemajo in jih je kasneje enostavno zamenjati z brizganimi ali strojno obdelanimi različicami.

Raje izberite večje zobe

Sloji so debeli približno desetinko milimetra (EOS navaja 0,12 mm za proces PA 2200) in površina je rahlo zrnata. Zelo fini zobje izgubijo svoj profil in prenesejo malo obremenitve. Večji modul zagotavlja natančnejše zobe in večjo trdnost; če prostor dopušča, izberite bolj grob zobnik.

Načrtujte zračnost in osno razdaljo

Naša smernica za oblikovanje lasersko sintranega PA 12 je splošna toleranca ±0,3 % s spodnjo mejo ±0,3 mm. Dva natisnjena zobnika, ki sta zasnovana brez zračnosti, se bosta zatikala. Paru zagotovite zračnost pri ujemu, in če osno razdaljo določa vaše ohišje, upoštevajte toleranco obeh zobnikov in ohišja. Za natančne luknje za gredi jih oblikujte na nazivno mero in jih po tiskanju povrtajte. Več v SLS tolerance in zračnosti.

Naredite zobe dovolj široke

Širša čelna ploskev porazdeli obremenitev. Plastični zobniki so običajno narejeni širši od jeklenih za enako obremenitev.

Oblikujte pesto za navor

Okrogla izvrtina na gladki gredi bo zdrsnila. Uporabite D-profil, zagozdo, šesterokotnik ali vpenjalno pesto, ali pa oblikujte za kovinski vstavek (glejte navoji in toplotno vstavljeni vstavki v SLS PA 12). Navor, ki ga povezava lahko prenese, je odvisen od geometrije in obremenitve; za kritične pogone naj zasnovo nekdo pregleda.

Enakomerne stene, brez masivnih kosov

Debeli masivni deli se med ohlajanjem kosa skrčijo bolj kot tanki. Velik zobnik s polnim diskom lahko odstopa bolj kot tisti z mrežo in naperami ali rebri. Ohranjajte uravnoteženo debelino venca, mreže in pesta.

Orientacija

Zobnik, natisnjen s svojo ploskvijo v ravnini sloja, ima zobe oblikovane v najmočnejši smeri in čist profil zoba brez stopničastih slojev. Priprava tiska izbere orientacijo za celotno tiskalno opravilo; če je zobnik kritičen, to omenite.

Mazanje, utekanje in obraba

• Suhi tek je mogoč pri manjših obremenitvah in je ena od prednosti najlonskih zobnikov.
• Mazanje zmanjša obrabo in hrup pri večjih obremenitvah. Uporabite mazivo, ki je združljivo s poliamidom; rahlo porozna površina ga delno vpije, zato ga po utekanju ponovno nanesite.
• Utekanje: prve ure zgladijo stične površine. Pričakujte nekaj finega prahu.
• Parjenje: najlonski zobnik, ki teče ob jeklenem zobniku, bolje odvaja toploto kot dva najlonska zobnika skupaj.
• Toplota je glavna omejitev: trenje segreva zobe in togost pade. Manjša hitrost ali obremenitev oziroma boljše odvajanje toplote podaljša življenjsko dobo.

Zobniški prenosi, natisnjeni na mestu

Ker SLS ne potrebuje podpor, se lahko celoten zobniški prenos natisne že sestavljen v svojem ohišju, z zobniki na integriranih oseh. Pravila so enaka kot za vsak sklop, natisnjen na mestu: vsaj 0,5 mm reže med gibljivimi površinami in pot za izhod prahu. To je idealno za demonstratorje in prototipe; za proizvodne mehanizme so ločeni zobniki na kovinskih gredeh običajno natančnejši.

Končna obdelava in barva

Vsak del je obstreljevan s steklenimi kroglicami in poliran v DyeMansion Powershot DUAL, kar je vključeno v ceno. Po navedbah DyeMansion postopek stisne površino brez odstranjevanja materiala, zato se geometrija zoba ohrani, boki pa postanejo bolj gladki. Barvanje s tekočimi barvili TCN je izbirno: obarva površinski sloj, približno 0,2 mm globoko v PA 2200 po navedbah DyeMansion, brez dodajanja premaza, zato ne spremeni ujemanja. Zobniki v sklopu so lahko barvno kodirani s katerim koli od 61 odtenkov iz kataloga barv, vsak pa je takoj ovrednoten v kalkulatorju.

Kontrolni seznam

• Evolventni profil iz orodja za zobnike v CAD.
• Modul naj bo čim večji, kot dopušča prostor.
• Zračnost in osna razdalja upoštevata smernico ±0,3 % / ±0,3 mm.
• Odprtine za gredi so zasnovane na nazivno mero in povrtane, če morajo biti natančne.
• Pesto z D-profilom, zagozdo, šesterokotnikom ali vložkom za navor.
• Rebra in napere namesto polnega diska pri velikih zobnikih.
• Zmerne obremenitve in hitrosti; upoštevana toplota.
• Testni par, natisnjen za kritičen pogon.

Nosilnost in življenjska doba plastičnih zobnikov sta odvisni od celotne zasnove. Za pogone, ki prenašajo dejansko obremenitev, lahko strokovnjaki pri prototype.builders z vami pregledajo zasnovo. Za stroške si oglejte stroške SLS 3D tiskanja.

Pogosta vprašanja

Ali lahko 3D natisnete delujoče zobnike iz najlona?

Da. Lasersko sintrani zobniki iz PA 12 se dobro obnesejo za prototipe, mehanizme z zmernimi obremenitvami in hitrostmi, testne naprave, majhne serije in rezervne dele. Za visoke obremenitve, visoke hitrosti ali dolgo neprekinjeno delovanje natančno preverite zasnovo in jo preizkusite.

Kakšno zračnost bi morali imeti SLS zobniki?

Večjo kot strojno obdelan zobnik. Lasersko sintrani deli imajo splošno toleranco približno ±0,3 % s spodnjo mejo ±0,3 mm (naše smernice za oblikovanje), površina pa je rahlo zrnata, zato par zobnikov potrebuje zračnost v ujemu in v osni razdalji. Preizkusite par, preden se zanesete nanj.

Ali SLS najlonski zobniki potrebujejo mazanje?

Najlonski zobniki lahko pri manjših obremenitvah delujejo na suho, kar je ena od njihovih prednosti. Mazanje zmanjša obrabo in hrup pri večjih obremenitvah. Izberite mazivo, ki je združljivo s poliamidom, in ne pozabite, da rahlo porozna SLS površina nekaj maziva vpije.

Kakšen je najmanjši modul za 3D natisnjene zobnike v SLS?

Ni določenega minimuma, vendar zelo fini zobje izgubijo svojo obliko zaradi debeline sloja in zrnate površine. Večji zobje se natisnejo natančneje in prenašajo večjo obremenitev. Za majhne module najprej natisnite testni par.

Kako naj bo zobnik usmerjen v tiskalniku?

V idealnem primeru s čelno ploskvijo zobnika znotraj ravnine sloja, tako da vsak zob tvorijo sloji v njegovi najmočnejši smeri in profil zoba ni stopničast. Priprava na tisk izbere usmeritev za celotno tiskalno opravilo; omenite to, če je zobnik kritičen.

Ali je mogoče zobnik natisniti skupaj z njegovo gredjo?

Da. SLS lahko natisne zobnik z integrirano gredjo ali zobniški prenos, ki je že sestavljen v svojem ohišju, z režami vsaj 0,5 mm in potjo za odstranjevanje prahu.