پرینتر سه بعدی با توانایی ایجاد تنوع بسیار زیاد در تولید قطعات توانسته است جایگزین و یا رقیب خیلی از روش های معمول تولید شود. یک دسته از قطعاتی که به معنای کلمه تنوع نامحدودی دارند چرخدنده ها هستند. چرخدنده ها دارای تنوع بسیار زیادی از نظر اندازه، مدول چرخدنده، تعداد دندانه و همچنین دارای انواع مختلفی مثل چرخدنده ساده، چرخدنده مارپیچ، چرخدنده حلزونی، چرخدنده داخلی و چرخدنده حلزونی هستند. در اینجا به بررسی روش ها و مشکلاتی که در تولید چرخدنده با پرینتر سه بعدی وجود دارد می پردازیم.
1.چرا با پرینتر سه بعدی چرخدنده تولید کنیم؟
از چرخدنده ها در مواردی استفاده می شود که قصد انتقال قدرت با سرعت های دورانی مختلف را داریم. حال با توجه به این که مقدار قدرت انتقالی چقدر باشد و این که جهت انتقال قدرت چقدر تغییر می کند نوع چرخدنده باید انتخاب شود. بسیاری از اوقات این موقعیت پیش می آید که چرخدنده ای که مد نظر طراح است در بازار موجود نیست و از طرفی قدرت انتقالی هم چندان زیاد نیست اینجاست که طراح می تواند به هر شکل که بخواهد چرخدنده خود را با پرینتر سه بعدی تولید کند.
چرخدنده سه بعدی
با پرینتر سه بعدی می توان عملکرد مکانیزم طراحی شده را در اندازه کوچک تر مشاهده کرد و اشکالات آن را برطرف کرد.
از دیگر کاربرد های پرینتر سه بعدی در این صنعت می توان به توانایی تولید چرخدنده هایی با اندازه کوچک اشاره کرد که زیاد در دسترس کاربران نیستند.
2.محدودیت های ساخت چرخدنده با پرینتر سه بعدی چیست؟
همان طور که گفته شد یکی از فاکتور های مهم برای انتخاب چرخدنده مناسب مقدار توانی است که با آن انتقال می دهید. مواد استفاده شده در پرینتر سه بعدی های امروزی پیشرفت های زیادی کرده اند و از پلاستیک های ABS تا فولاد ضد زنگ و تیتانیوم می توان در پرینتر سه بعدی و برای تولید چرخدنده استفاده کرد. به همین دلیل باید با توجه به توان انتقالی و دور و گشتاوری که بر چرخدنده وارد می شود جنس آن را تعیین کرد و در صورت لزوم از پرینتر سه بعدی فلز برای تولید آن ها استفاده کرد.
یکی از مواردی که باید حتما به آن توجه کرد کیفیت سطح چرخدنده ساخته شده با پرینتر سه بعدی است. در بعضی موارد دیده می شود که به دلیل کیفیت سطح پایین تر چرخدنده های تولید شده با پرینتر سه بعدی در هنگام کار صدای بیشتری تولید می کنند.
یکی مشکلاتی که در چرخدنده های تولید شده با پرینتر سه بعدی از جنس پلاستیک های ABS و به خصوص PLA رخ می دهد این است که به دلیل ترد بودن این مواد امکان شکستن دندانه های چرخدنده ساخته شده با پرینتر سه بعدی وجود دارد. یک راه حل این است که ضخامت چرخدنده را بیشتر انتخاب کنیم
3.چطور یک چرخدنده دلخواه با پرینتر سه بعدی بسازیم.
برای این کار باید همان روند معمول از طراحی تا ساخت یک قطعه با پرینتر سه بعدی را طی کنید. با این تفاوت که در مورد چرخدنده باید به نکاتی در مورد میزان مقاومت آن نیز توجه کنید و ضخامت مناسبی را برای آن در نظر بگیرید.
برای ساخت یک چرخدنده با پرینتر سه بعدی باید مراحل زیر را انجام دهید
الف. طراحی چرخدنده
می توانید چرخدنده مورد نظرتان را خودتان در هر نرم افزاری طراحی کنید البته در نرم افزارهایی مثل SolidWorks این امکان وجود دارد که بر اساس استاندارد های موجود یک چرخدنده را فقط با دادن اطلاعاتی مثل نوع چرخدنده، مدول، تعداد دندانه، زاویه حمله و ... تولید کنید.
کار دیگری که می توانید انجام دهید این است که از مدل های آماده چرخدنده برای پرینت سه بعدی استفاده کنید. در صنعت بازار می توانید مجموعه ای از آن ها را در بخش مدل های آماده پرینت سه بعدی مشاهده کنید.
اگر چرخدنده را می خواهید از جنس پلاستیک (ABS و PLA) پرینت سه بعدی کنید ضخامت آن را حتما بیشتر از 7 میلیمتر انتخاب کنید زیرا ضخامت کمتر از این مقدار مقاومت بسیار کمی به شما خواهد داد.
ب. تنظیمات پرینت سه بعدی چرخدنده ای که میخواهید با پرینتر سه بعدی بسازید
برای این که یک چرخدنده محکم ساخته شده با پرینتر سه بعدی داشته باشید بهتر است از چگالی های بالای 50 درصد برای این کار استفاده کنید. همچنین به دلیل این که دقت ساخت در چرخدنده ها اهمیت زیادی دارد از حداکثر دقت پرینتر سه بعدی تان استفاده کنید. دقت های حدود 0.1 میلیمتر برای این کار مناسب هستند.
بنظر شما با پرینتر سه بعدی چه چیزهای دیگری را می توان تولید کرد؟ منتظر پاسخ هایتان در نظرات هستیم.
