3д модели для 3д принтера редуктор

Печать планетарного редуктора на 3D-принтере: особенности, достоинства и недостатки

Технология 3D-печати позволяет успешно моделировать и печатать самые разные изделия, в том числе и отличающиеся повышенной сложностью. Печать редуктора на 3D-принтере в домашних условиях имеет некоторые особенности и требует подготовки, но при этом вполне возможна.

Редуктор на 3D-принтере

Редуктор представляет собой механизм, в котором преобразуется крутящий момент и мощность двигателя. Этот элемент присутствует практически в любом станке, автомобиле или другом механическом устройстве. С технической точки зрения, редуктор – это совокупность шестеренок, которые взаимодействуют друг с другом и заданным образом понижают количество оборотов двигателя до необходимой скорости вращения исполняющего узла.

В наиболее простом варианте устройство редуктора включает зацепление из основной шестерни и колеса с зубьями. В момент контакта деталей передается крутящий момент. Число вращений деталей при этом разное, этот показатель зависит от диаметра деталей и числа зубьев на них.

Шестерни и колеса должны быть неподвижно закреплены на валах или быть изготовленными совместно с ними. Устройство состоит из:

  • корпуса;
  • крышки;
  • зацепляющей пары;
  • валов;
  • подшипников;
  • уплотнительных колец.

Планетарный редуктор – подвид данных устройств, механизм, в котором размещены одна или несколько планетарных передач.

Планетарная передача состоит из следующих элементов:

  • солнечной шестеренки, которая находится в центральной части механизма;
  • сателлитов – шестерен, которые размещены таким образом, чтобы постоянно находиться в контакте с центральной шестерней;
  • эпицикла – колеса с внешними зубьями и одним внутренним зубом, которое находится в зацеплении с сателлитами;
  • водила – соединительного элемента для сателлитов.

Принцип устройства редуктора основан на последовательной передаче момента вращения от одного вала к другому через взаимодействие зубчатых деталей, статично закрепленных внутри корпуса.

Печать редуктора на домашнем 3D-принтере имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:

  • Возможность создать деталь, идеально подходящую в данной ситуации. Пользователь может учесть все необходимые размеры и разработать модель под свои запросы.
  • Сравнительно меньшую стоимость, чем при покупке готовой.
  • Возможность быстро создать замену детали, которая вышла из строя. Не нужно искать аналогичную в продаже и заказывать доставку.
  • Созданная самостоятельно деталь будет иметь меньший вес и габариты.
  • Конструкцию можно оптимизировать под конкретный проект.

К недостаткам относятся:

  • необходимость создания точной модели редуктора;
  • сравнительно меньшая точность детали, чем у изделий, произведенных промышленным способом.

Как выбрать модель для редуктора на 3D-принтере?

Чаще всего современные 3D-принтеры в работе используют файлы, сохраненные в формате STL. Они описывают геометрические особенности заданного объекта в трехмерной системе координат, не уделяя внимания при этом цвету, текстуре и прочим атрибутам модели.

Создать такой файл можно в любой инженерной программе, в том числе CAD, «Компас» и др.

ВАЖНО! Для разработки моделей шестеренок необходимо, чтобы выбранная программа имела соответствующий модуль.

При разработке моделей необходимо учесть следующие параметры детали:

  • желаемый диаметр;
  • количество зубьев шестеренки;
  • диаметр и количество зубьев приводного колеса;
  • скорость вращения;
  • окружную силу;
  • нагрузку на ротор;
  • коэффициенты зазора и смещения.

Модель для редуктора должна быть выбрана таким образом, чтобы в максимальной степени соответствовать своему предназначению.

Как печатать планетарный редуктор на 3D-принтере: пошаговая инструкция

Печать планетарного редуктора на 3D-принтере следует начать с разработки модели. Для этого потребуется:

  • открыть одно из приложений, в котором доступна функция моделирования шестеренок;
  • запустить расчет параметров модели и указать количество зубьев в шестеренках;
  • указать модуль, рассчитав показатель исходя из диаметра зубьев и диаметра модели;
  • указать коэффициент зазора (0,4 %), чтобы избежать закусывания при работе;
  • указать коэффициент смещения;
  • сформировать модель шестеренки;
  • построить модель корпуса детали;
  • модель экспортировать и сохранить в читаемом для принтера формате.

Далее потребуется настроить параметры печати 3D-принтера. Для этого следует:

  1. Выставить параметры печати принтера, с учетом используемого материала. Рекомендуется печатать изделие с использованием поддерживающих конструкций, напечатанных в виде прямых линий.
  2. Сохранить модель и переместить ее в память принтера.
  3. Перед началом печати следует отрегулировать стол, чтобы избежать деформации детали.
  4. Когда стол отрегулирован, необходимо запустить печать и дождаться нагрева экструдера до оптимальной температуры.
  5. Перед началом печати также следует повысить адгезию поверхности рабочего стола, покрыв ее специальным составом или пленкой. Сделать это нужно непосредственно перед началом печати, в противном случае сцепление детали с поверхностью будет недостаточным.
  6. Во время печати следует защитить деталь от возможных сквозняков, закрыв камеру принтера.
  7. После завершения печати изделие необходимо снять с поверхности стола и зачистить, убрав опорные конструкции.
  8. Когда все детали изделия будут напечатаны, конструкцию необходимо собрать и проверить, при необходимости проведя постобработку.

Ошибки и способы их избежать

Самыми распространенными ошибками при печати являются неверно выставленная температура печати, скорость печати слоев и недостаточная адгезия первого слоя.

Для того чтобы печать редуктора прошла по плану, необходимо:

  • Отрегулировать принтер таким образом, чтобы избежать заеданий и прерывистого движения.
  • Добиться оптимальной температуры в помещении или закрыть принтер специальным кожухом, чтобы избежать сквозняков. Если температурный режим собьется, изделие может деформироваться.
  • Правильно подобрать филамент. Редуктор будет подвергаться серьезным нагрузкам в ходе эксплуатации, поэтому выбранный пластик должен быть долговечным и ударопрочным. Также рекомендуется выбрать пластик, в меньшей степени подверженный усадке, например, ABS.
  • Отрегулировать скорость подачи нити в экструдер и температуру ее нагревания. Слишком высокая степень нагрева может привести к появлению «паутины», которая испортит изделие, и печать придется начинать заново.
  • Эксплуатационные характеристики напечатанного изделия напрямую зависят от того, насколько качественно удалены опорные конструкции. Для наилучшего эффекта рекомендуется отмывать изделие в ультразвуковых ваннах со специальным составом.

Печать редуктора на домашнем 3D-принтере – процедура, требующая тщательной подготовки. Но при этом напечатанное по индивидуальным параметрам изделие будет гораздо эффективнее в эксплуатации и даст возможность его владельцу существенно сэкономить как деньги, так и время.

  • 19 апреля 2021
  • 742

3D принтер CreatBot DX Plus

Мы работаем напрямую с производителями.

Гарантийное и постгарантийное сервисное обслуживание оборудования, купленного у нас.

Возможность увидеть 3D принтер в действии в нашем демо-зале.

При покупке 3D принтера у нас, вы получаете скидку 10% на все расходные материалы.

CreatBot DX Plus– это новая линейка профессиональных 3D принтеров с большой областью построения и двумя печатающими экструдерами. Он прекрасно подойдет для небольших предприятий, образовательных учреждений, дизайнерских и инженерных лабораторий.

Особенности CreatBot DX Plus:

  • Двойной экструдер, запатентованный компанией Creatbot, со сверхвысокой температурой сопла (до 350 °C) с защитой от перегрева позволяет печатать различными материалами. Высота сопла также калибруется с высочайшей точностью. Диаметр сопла, идущего в комплекте составляет 0.4 мм. Также можно заказать сопла с другим диаметром — 0.3/0.4/0.5/0.6/0.8/1.0 мм.

  • Высокая точность печати до 0.05 мм с равномерной подачей филамента при скорости перемещения экструдера до 200 мм/с

  • Литой стальной корпус обеспечивает стабильную, устойчивую работу и более длительный срок эксплуатации. Первая партия 3D-принтеров CreatBot проработала 5 лет и более 8000 часов.

  • Два варианта размеров принтеров: модель DX с областью построения 300х250х300 мм, и модель DX Plus с областью построения 300х250х520 мм

  • Стеклокерамическая платформа имеет микрокристаллическую структуру, благодаря чему может поддерживать высокую тепловую эффективность. Предусмотрена возможность автоматического отключения подогрева стола после заданного количества слоев.

  • При внезапном отключении электропитания 3D принтер автоматически запоминает текущее положение, сохраняет данные печати, производит ретракт пластика и опускает платформу. Это дает возможность продолжить печать на том же месте, после возобновления электропитания.

  • 3D принтер оснащен 4.3” сенсорным LCD дисплеем с простым управлением.

  • Степпер отделен от хотенда, что делает его еще легче, компактнее, обеспечивает меньшую инерцию движения, а также позволяет использовать большее пространство.

  • Мотор-редуктор может поддерживать крутящий момент при снижении скорости, что позволяет ему подавать нить с высокой точностью, без задержки и проскальзывания.

  • Принтер поддерживает возможность установки 3-х экструдеров.

3D-принтер для чемпионов: Sharebot оптимизирует конструкцию гоночных мотоциклов

Идея применения 3D-печати основана на ее технологических особенностях (таких, как возможность кастомизации и воспроизводимость объекта), позволяющих разрабатывать инновационные решения для создания гоночных мотоциклов. Мотогонки – высококонкурентная сфера, где даже мельчайшая деталь может повлиять на результат и привести вас к победе.

Андреа Пираццини, основатель и директор компании-провайдера 3D-услуг Help3D, страстно увлекается гонками и участвует в чемпионате Италии Velocità CNV Motoasi среди питбайков на топливе с октановым числом 100. По мнению Андреа (и мы полностью согласны с ним), преимуществом аддитивных технологий является возможность создавать уникальные формы из технических материалов – это именно то, что нужно для работы над прототипами и моделями гоночных мотоциклов.

Еще одно весомое преимущество 3D-печати, по словам Андреа, – многообразие материалов, которые можно использовать. Мир аддитивного производства постоянно развивается, и необходимо разрабатывать технические материалы с передовыми эксплуатационными характеристиками для создания более качественных и эффективных деталей. Именно поэтому 3D-печать можно применять в любом производственном процессе, рационализируя и оптимизируя создание прототипов.

Андреа уже использовал 3D-принтер Sharebot для печати пластиковых прототипов для гоночных мотоциклов и работал с командой Quarto di Litro из Университета Павии над деталями для концепт-байка.

Все детали были выполнены на 3D-принтерах Sharebot Q и Sharebot 42 (модифицированная версия – Sharebot 43). Это, например, вилка в сборе, состоящая из нескольких компонентов, которые были напечатаны на Sharebot 42 всего за 20 часов с использованием пластика PLA, или прокладки и звенья, изготовленные из термопластичного полиуретана (ТПУ). Выбор этих эластичных материалов обусловлен большой нагрузкой, которую они должны выдерживать. Напечатанная деталь подвергалась испытаниям, и в результате никаких проблем выявлено не было.

Один из наиболее интересных прототипов – корпус питбайка, напечатанный в масштабе 1:1 (23 часа работы). Благодаря 3D-печати Андреа Пираццини удалось с высочайшей точностью и разрешением воспроизвести каждую техническую и аэродинамическую деталь. Он также создал воздухозаборник и патрубок из высокопрочного полибутилентерефталата (ПБТ).

3D-печать и мотогонки: когда важна каждая деталь

MotoGp — это Чемпионат мира по шоссейно-кольцевым мотогонкам, главное соревнование в своем классе. На мероприятии такого уровня важное значение имеет каждая деталь, а непрерывная оптимизация мотоцикла помогает гонщику пройти круг на несколько драгоценных десятых долей секунды быстрее.

Мы привыкли думать, что для большей скорости достаточно только лучшего мотора, но на самом деле все не так просто. За последние несколько лет на MotoGp у мотоциклов появились аэродинамические крылья на передней части обтекателя: сначала считалось, что это просто красивый аксессуар, но с годами крылья стали основой аэродинамики мотоцикла, в особенности потому что они увеличивают прижимную силу, следовательно, и сцепление с асфальтом, а также уменьшают сопротивление движению во время ускорения.

Шаблоны для сверления

При подготовке к очередному сезону гонок известный итальянский производитель гоночных мотоциклов Aprilia, благодаря использованию 3D-принтеров Sharebot и технической поддержке компании Help3D, разработал шаблоны для сверления для переднего обтекателя мотоцикла. 3D-модели шаблона были созданы непосредственно из CAD-моделей обтекателя, а затем напечатаны с помощью принтеров Sharebot QXXL и Sharebot 42.

Такие шаблоны позволили выполнить отверстия с исключительной точностью, недостижимой при использовании классических методов создания шаблонов вручную. Надо отметить, что форма крыльев (из углепластика) адаптирована под обтекатель, поэтому важно, чтобы отверстия в корпусе обеспечивали плотное прилегание под идеальным углом.

Крепление подножки

Не секрет, что гонщик на мотоцикле должен сидеть «как влитой». Дело не только в комфортной позе, но и в оптимизации аэродинамики гонщика на байке.

Подножка играет важнейшую роль в посадке мотоциклиста: она сильнее отведена назад и выше приподнята, чем в дорожном мотоцикле. Если она будет неправильного размера, то гонщик может чувствовать дискомфорт, и в таком положении ему будет неудобно.

3D-принтеры Sharebot позволили команде Aprilia Racing создать серию креплений подножки из PLA-пластика, чтобы понять, какая модель лучше всего подойдет для гонщиков команды. После анализа разных решений и подбора идеальной модели для каждого гонщика детали были изготовлены на фрезерном станке с ЧПУ.

Благодаря такому решению специалистам Aprilia удалось сократить время проектирования и, прежде всего, производственные затраты на каждую подножку, в то же время создав оптимальную модель для каждого гонщика.

Воздухозаборник

Производительность двигателя также очень сильно зависит от того, как и насколько эффективно он «дышит». Определение размеров воздухозаборника для MotoGp требует тщательного изучения потоков и турбулентности, создающихся внутри этой конструкции. При создании воздухозаборника используется легкое и сверхпрочное углеродное волокно. Недостатком является то, что для изготовления детали требуется пресс-форма: тонкие листы углеволокна, предварительно пропитанные эпоксидной смолой, укладываются в форму, а затем помещаются в автоклав для завершения процесса катализа и устранения пузырьков воздуха.

При подготовке к мотосезону команда Aprilia Racing создала серию прототипов редуктора из PLA-пластика на 3D-принтере Sharebot QXXL. Моделируя различные переходники и редукторы, технические специалисты спортивного подразделения смогли протестировать на испытательной установке разные объемы, начиная только с воздухозаборника.

Такой подход дал возможность определить оптимальную геометрию воздухозаборника без необходимости предварительно создавать пресс-форму и выслаивать углепластик, тем самым позволив сэкономить время и деньги. Напечатанный редуктор можно тестировать на стенде, просто заменяя одну модель другой, не снимая каждый раз воздухозаборник. После определения оптимальной геометрии была изготовлена одна финальная пресс-форма для создания воздухозаборника.

Результаты

Подведем итоги проектов 3D-печати с использованием FDM-принтеров Sharebot, которые позволили оптимизировать конструкцию и аэродинамику мотоциклов для Чемпионата мира MotoGp.

Шаблоны для сверления для переднего обтекателя: 3D-модели шаблона созданы напрямую из CAD-моделей обтекателя, затем напечатаны на 3D-принтерах. Такое решение позволило выполнить отверстия с исключительной точностью, которая недостижима при использовании традиционных методов.

Крепления подножки мотоцикла: из PLA-пластика напечатана серия деталей, чтобы выбрать наиболее подходящую для каждого из пилотов команды, затем конечные изделия произведены на фрезерном станке с ЧПУ.

Воздухозаборник: из PLA изготовлена серия прототипов редуктора для тестирования и определения оптимальной геометрии воздухозаборника. 3D-печать позволила обойтись без оснастки, по результатам тестирования изготовлена одна финальная пресс-форма.

Материал предоставлен компанией Sharebot

Статья опубликована 13.11.2020 , обновлена 11.06.2021

Десять моделей для калибровки 3D принтера.

Прочитав статью на сайте all3dp.com «3D Printer Test Print — 10 лучших моделей для испытаний вашего 3D-принтера» команда epo3d решила проверить все модели и распечатала их для вас.

1. 3D Benchy

3D-бенчи является флагманом всех тестов для 3D-принтера. Эта модель-кораблик проверяет все: от выступов до экструзии. Если вы хотите поставить свой 3D-принтер на тест, бенч поможет вам определить настройки для идеальной работы. Почти 3000 пользователей Thingiverse разместили свои пробы, Benchy был напечатан сотнями машин и материалов.

2. All-In-One

Чтоэто? Тест 3D-принтера «все-в-одном» — название говорит само за себя! Навесы, мосты, стринг, экструзия, температура, натяжение ремня — эта модель проверяет все. Если вы хотите протестировать 3D-принтер на нескольких уровнях, обязательно ее попробуйте! После печати вы можете найти дефекты, прочитав прилагаемое руководство по устранению неполадок. Около 75 пользователей Thingiverse опубликовали свои образцы, сделанные на разных 3D-принтерах различными материалами.

3. Калибровочный куб 20-мм XYZ

Что это? Этот куб представляет собой простую, быструю и легкую модель для тестирования. Его основная цель — помочь набирать размерность 3D-принтера, настраивая его шаги по миллиметрам. Но также можно проверить температуру, экструзию и вибрацию. На Thingiverse он был напечатан бесчисленными машинами и материалами.

4.Cali Cat

Cali Cat — это простая и восхитительная 3D-модель, которая проверяет точность 3Д-принтера, выступы, детали, мосты, экструзию и вибрацию в течение часа! Предназначенная для начальной калибровки, эта кошка мгновенно настроит ваш 3D-принтер. Более 250 пользователей разместили свои примеры.

Распечатанпластиком: Elastan D160.

5. Талисман MatterHackers Phil A. Ment

Phil A. Ment — очаровательный талисман MatterHackers, предназначенный для производителей. Согласно описанию компании: «у Фила есть несколько функций, специально предназначенных для 3D-принтера. Его особенности включают в себя мелкие детали вставки, небольшие рельефные детали, выступы, вертикальные и горизонтальные цилиндры, филе, фаски, мосты и даже куполообразный шлем». На Thingiverse было опубликовано 84 рисунка. ФилА, его рекордные размеры — 5,1397 мм!

6. Калибровочная температурная башня

Эта башня — отличный способ быстро отрегулировать нагрев вашего принтера, проверить при какой температуре получается качественная печать для различных видов пластика.

7. Новый тест от Autodesk

Андреас Бастиан разработал процедуру тестирования, призванную помочь производителям 3D принтеров лучше калибрировать свои машины и демонстрировать возможности принтеров для сторонников Kickstarter. Единый консолидированный STL-файл проверяет точность, разрешение и выравнивание размера принтера. Например, плохое выполнение функции «моста», показанное ниже, приведет к обвисшей и жесткой печати. Хорошо настроенный принтер сделает горизонтальную функцию с меньшим количеством проблем.

Распечатан пластиком: PLA

8. PolyPearl Tower

Башня PolyPearl — отличный способ проверить мосты, кривые, выступы, нарезку и многое другое, она описанная как башня пыток с завихрением, поможет вам откалибровать настройки вашего 3D-принтера.

Распечатан пластиком: ABS.

9. Сверхбыстрый и экономичный скрининг-тест

Представляет собой сверхбыстрый способ проверить температуру, охлаждение и ретракцию вашего 3D-принтера. Весит около 0,23 г, и сможет сразу же убрать так называемые «струны»!

Распечатан пластиком: PETG.

10. Объект для калибровки стола (параметрический)

Понижение уровня стола часто является самой сложной частью калибровки принтера. Эта модель поможет понять, как улучшить первый слой для получения лучших отпечатков.

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ 3D-ПРИНТЕР VOLGOBOT A4 PRO

Размер рабочей области:
до 297х250х210 мм

Макс. температура
экструдеров 450 °С

3D-печать широко применяется в создание прототипов изделий. Все это благодаря относительной дешевизне технологии по сравнению с прочими методами создания деталей (токарная обработка, фрезеровка, литье, штамповка и пр.). При правильном выборе материала для печати можно создать как макетный, так и функциональный прототип изделия.

Для макетного прототипа подойдут следующие материалы:

  • PLA. Био-разлагаемый материал плохо поддающийся механической обработке. Широко используется для создания высоко-детализированных моделей. Его отличительными способностями являются простота использования и широкий выбор цветовой гаммы. Ввиду своих механических свойств плохо переносит высокотемпературные режимы работы, а также не переносит длительные нагрузки, является хрупким материалом.
  • ABS. В нашем принтере реализована термокамера, что позволяет печатать из этого материала высоко-габаритные изделия, это значит что при не больших нагрузках изделие из этого материала может быть функциональным. Так же термокамера позволяет увеличить межслойную адгезию, что повышает прочность изделия. Материал прекрасно подходит для последующей пост обработки. С помощью абразива можно убрать неровности оставшиеся во время печати, а при обработке ацетоном достигается идеальная гладкость изделия.
  • PET-G. Не растворяемый материал, с крайне высокой межслоевой адгезией, так же как и ABS пластик в некоторых случаях может быть использован для функционального изделия.

Для функционального прототипа:
Все материалы из перечисленных отличаются высокой износостойкостью, все механические параметры материалов и расширенное описание вы сможете узнать на сайте производителя.

  • PC. Прочный и жесткий материал, стойкий к ударным воздействиям. Способен выдержать кратковременный нагрев до 147 °С. Высокие физико-механические свойства позволяют выдерживать довольно большие нагрузки. Обладает высокой жесткостью и прочностью в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям. Поликарбонат обладает высокой химической устойчивостью к большинству неинертных веществ, что дает возможность применять его в агрессивных средах без изменения его химического состава и свойств.
  • MID. Композит на основе Полиамида 6. Отличается крайне повышенными механическими свойствами, но при этом один из самых капризных материалов для печати.
  • GF-30. Ударопрочный стеклонаполненный (30%) композит на основе TPU с термостойкостью до 130С для печати крупных шестерён, прочных корпусов, механически нагруженных деталей, аэродинамических обвесов для автомобилей.
    Обладает высокой химической стойкостью к растворам кислот и щелочей, жирам, маслам, ксилолу, дизельному топливу. Ограниченно к бензину, керосину, ацетону, дихлорметану.

    Это лишь малая доля материалов, которые подойдут для функциональных изделий, но к счастью на данный момент их так много, что не хватит возможностей осветить каждый из них.

Создание мастер модели для литья классическим способом требует очень много времени, а так же значительно дороже 3D-печати. Благодаря тому, что возможности 3D-печати значительно превышают классические методы создания моделей, в 2019 году почти 90% всех мастер-моделей было создано на 3D-принтере.

В качестве основных материалов выбирают:

  • PLA. Наиболее простой материал в использовании, идеально подходит для печати модельных комплектов для литья в песчано-глинистые формы.
  • WAX. Воск для печати на 3D-принтерах по технологии FDM для последующего литья из металлов по выплавляемым моделям.
    Модели, напечатанные этим воском, могут быть подвержены постобработке в пламени горелки или полировке растворителем для сглаживания слоев и придания глянца.
    Крайне низкая зольность (менее 0.01%) и ценовая доступность делает WAX3D привлекательным для использования.
    Восковки из этого материала примут в любой литейной мастерской.