بهترین فیلامنت برای تولید چرخ دنده

یکی از قطعاتی که افراد شاغل در صنعت پرینتر سه بعدی (بالاخص عزیزانی که خدمات پرینتر سه بعدی انجام میدهند ، از جمله گروه فنی مهندسی  1001  و گروه NORAP 3D که از زیرشاخه های گروه فیلامنت 1001 هستند )  بسیار زیاد  با آن سروکار دارند چرخ دنده ها هستند.

علت نیاز تولید چرخ دنده با پرینتر سه بعدی چیست؟

در کشور ما به دلیل تحریم ها و مسائلی مانند واردات فراوان از کشور مورد علاقه واردکنندگان، چین ، دستگاه های صنعتی و حتی لوازم برقی خانگی با کمبود قطعات یدکی مواجه بوده و یکی از مهم ترین این قطعات،چرخ دنده این دستگاه هاست که آمار خرابی زیادی دارند.

چرخ دنده های اصلی این دستگاه ها به روش تزریق پلاستیک تولید می شوند.

پس تراکم بسیار بالایی دارند که نمیتوان به وسیله دستگاه های پرینتر سه بعدی با تراکمی مشابه این چرخ دنده ها را تولید کرد. 

پس  برای تولید چرخ دنده  به فیلامنتی نیاز داریم که از هر لحاظ بتواند جایگزین خوب و قابل اتکایی برای چرخ دنده های تزریقی باشد پس با فیلامنت 1001 همراه باشید تا شما را برای انتخاب فیلامنت برای چرخ دنده ها راهنمایی کنیم. 

(به دلیل هزینه بر بودن ساخت قالب و تزریق پلاستیک و تعداد محدود چرخدنده های مورد نیاز،بهترین روش برای رفع نیاز بازار حال حاضر ایران روش پرینت سه بعدی است) 

انتخاب فیلامنت

انواع مختلفی از فیلامنت های پرینت سه بعدی وجود دارد که می توان از آنها برای ساخت چرخ دنده استفاده کرد. هر فیلامنت خواص و ویژگی های خاص خود را دارد. انواع مختلفی مانند NYLON، ABS، PLA، PETG و غیره وجود دارد. 

اساساً هر فیلامنت ترموپلاستیک جوانب مثبت و منفی خود را دارد. NYLON بهترین استحکام را دارد. PETG بهترین عملکرد را در دمای پایین دارد و ABS بهترین استحکام ضربه را دارد و PLA حد وسط تمام اینها است. انتخاب بین این مواد یک انتخاب بر اساس نیازهای خاص شما است.

اینکه چرخ دنده ای که قرار است تولید کنیم در چه شرایطی مورد استفاده قرار می گیرد بسیار مهم است و بر اساس حساسیت ها کاربردی ترین فیلامنت را انتخاب میکنیم.

فیلامنت نایلون(NYLON)

 این یک پلاستیک زیستی است که از منابع تجدیدپذیری که شبیه ابریشم است ساخته شده و قوی و انعطاف پذیر است.

ضریب اصطکاک کم نایلون، دمای ذوب بالا و چسبندگی بین لایه ای بالا، آن را به فیلامنت ایده آلی برای چرخ دنده های پرینت سه بعدی تبدیل کرده است.

البته تمایل زیاد فیلامنت نایلون به آب می تواند مشکل ساز باشد. در حین چاپ فیلامنت نایلون، رطوبت هوا را جذب می کند که باعث متورم شدن فیلامنت می شود. بین 1٪ تا 3٪ وجود بخار آب می تواند باعث از بین رفتن مواد در هنگام پرینت شود.

این امر نه تنها در طول فرآیند پرینت مشکلاتی ایجاد می کند، بلکه طول عمر محصول نهایی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و آن را برای استفاده در فضای باز نامناسب می کند.

با توجه به این نقاط قوت و معایب، فیلامنت  نایلون هنوز یک کاندید عالی برای چرخ دنده های پرینت  سه بعدی است.

حال بیایید به سه فیلامنت پرکاربرد دیگر در پرینت سه بعدی نگاهی بیندازیم. PLA، ABS و PETG.

فیلامنت PLA

در زمینه پرینت  سه بعدی، چیزهای بسیار خوبی در مورد PLA وجود دارد. به طور کلی یک فیلامنت فوق العاده است.

استحکام خوبی دارد و ویژگی های سایش را به خوبی حفظ می کند. به همین دلیل است که گروه فیلامنت 1001 آن را ماده بسیار بهتری برای چرخ دنده ها نسبت به ABS و PETG می داند، اما نه به خوبی نایلون.

با این حال، فیلامنت PLA نمی تواند دماهای بالا را تحمل کند و حتی زمانی که در تابستان در بیرون از محیط در برابر نور خورشید قرار می گیرد، شروع به تغییر شکل می کند. بنابراین، هنگام تصمیم گیری از اینکه از چه رشته ای استفاده کنید، این را در نظر بگیرید. اگر چرخ دنده ها در معرض دمای بالا قرار می گیرند، نایلون را در نظر بگیرید، اگر نه، پس PLA معجزه می کند! 

چرخدنده ای از جنس pla که پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا آب شده است.

ABS

احتمالاً تا به حال سعی کرده اید چرخ دنده هایی را با فیلامنت ABS  بسازید. اما متوجه شده اید که فیلامنت ABS خیلی برای تولید دنده مناسب نیست. 

از یک طرف، از آنجایی که باید در دمای بسیار بالا، با یک تخت گرم و در یک پرینتر محفظه دار پرینت شود (به طور کلی)، ممکن است چند بار تلاش کنید تا زمانی که چرخ دنده های خود را به درستی پرینت کنید.

فیلامنت ABS به دلیل دمای چاپ بالا، مستعد تاب خوردن است. نه تنها این، بلکه اگر دو دنده یکسان ساخته شده از PLA و ABS را مقایسه کنید، دنده ساخته شده از ABS نمی تواند همان نیروهایی را که PLA  می تواند تحمل کند. 

برای درک بهتر خودتان آن را امتحان کنید: با هر فیلامنت چند چرخ دنده را پرینت کنید و با استفاده از انبردست به چرخ دنده ها نیرو وارد کنید. متوجه خواهید شد که نمونه ساخته شده از ABS به راحتی خرد می شود، در حالی که که از PLA ساخته شده است تقریباً تخریب ناپذیر است.

در نهایت، ABS در هنگام چاپ دود سمی تولید می کند، که دلیل دیگری برای عدم استفاده از آن، حداقل برای چرخ دنده ها است.

PETG

هر دو PLA و ABS نسبت به PETG  محکم‌تر و سفت‌تر هستند، با این حال فیلامنت PETG برای برخی موارد انتخاب خوبی  است، اما بهترین انتخاب برای چرخدنده نیست.

پس از بررسی داده ها توسط گروه فیلامنت 1001  در مورد خواص مواد PETG، ما آن را در انتهای لیست خود قرار می دهیم. در حالی که نرم تر، انعطاف پذیرتر و با مقاومت کمتر از فیلامنت های ABS و PLA در برابر خراش است، که آن را به انتخاب نامناسبی برای دنده تبدیل می کند.

فیلامنت PETG نیز مانند نایلون رطوبت گیر است و برای جلوگیری از هرگونه مشکل احتمالی باید قبل از استفاده از قبل خشک شود. ایراد رایج دیگر در مورد فیلامنت PETG این است که شکننده است.

 یکی از دلایل این امر دمای انتقال شیشه ای پایین آن است زیرا در دمای 80 درجه سانتیگراد شروع به نرم شدن می کند، در حالی که برای مثال ABS می تواند دمای تا 100 درجه سانتیگراد و نایلون را تا حداقل 120 درجه سانتیگراد تحمل کند. بنابراین، فیلامنت PETG در تحمل دمای بالا چندان عالی نیست.

کم کردن سایش چرخ دنده های پلاستیکی

یکی از روش های کاربردی برای جلوگیری از سایش و کم کردن صدای چرخ دنده های پلاستیکی روغن کاری آنهاست

اما ، روش‌های متداولی مثل آغشتن سطح با گریس یا روغن، برای جلوگیری از سایش و اصطکاک ممکن است برای افراد بی‌تجربه باعث ایجاد مشکل شود زیرا اغلب از نوع نامناسب گریس برای PLA، ABS و PETG استفاده می‌کنند. 

اگر تازه کار هستید از افراد با تجربه تر برای این راه کمک بگیرید.     

در ادامه گروه  فیلامنت 1001 تجربه خود را در اختیار شما عزیزان قرار می دهد

اولین قدم در انتخاب یک روان کننده مناسب برای چرخ دنده این است که بفهمید با چه نوع پلاستیکی کار می کنید. انواع مختلف پلاستیک به انواع مختلف روان کننده ها پاسخ می دهند. یک قانون سرانگشتی این است که فیلامنت های پلاستیکی اغلب مبتنی بر نفت هستند و با روان کننده های مبتنی بر نفت سازگار خواهند بود.

فیلامنت ها نایلون و ABS پلیمرهایی هستند که از مواد پتروشیمی به دست می‌آیند، بنابراین با روان‌کننده‌های مبتنی بر روغن مناسب هستند.

از طرف دیگر، PLA و PET تمایل به ترکیب شیمیایی گیاهی بیشتری دارند. به این ترتیب، این روغن‌ها به روغن‌های گیاهی با چسبناک‌تر واکنش بهتری نشان می‌دهند. 

به پایان مقاله بهترین فیلامنت برای تولید  چرخدنده رسیدیم اگر بخواهیم خلاصه ای از این مقاله را شرح دهیم این است که:

فیلامنت مناسب برای چرخ دنده باید بر اساس شرایطی انتخاب شود که قرار است چرخ دنده در آن شرایط مورد استفاده قرار گیرد. اما به طور کلی و برای شرایط معمول یعنی دمای و رطوبت متوسط بهترین انتخاب NYLON است. پس از آن به ترتیب ABS,PLA و PETG قرار دارند.

منبع https://3dsolved.com/best-3d-printing-filament-for-gears

خواهم که به خلوت کده ای از همه دور من باشم و من باشم و من….

اخوان ثالث