3डी प्रिंटिंग कार्यात्मक गियर और स्प्रोकेट: अंतिम मार्गदर्शिका

थ्रीडी प्रिंटिंग सरल मॉडल से आगे बढ़कर फंक्शनल इंजीनियरिंग के दायरे में आ गई है। कस्टम गियर और स्प्रोकेट का निर्माण इस विकास का एक प्रमुख उदाहरण है।यह गाइड टिकाऊ सामग्री बनाने के लिए एक पूर्ण कार्यप्रवाह प्रदान करता हैहम सीएडी में प्रारंभिक डिजाइन सिद्धांतों से लेकर उन्नत स्लाइसर सेटिंग्स और सामग्री-विशिष्ट पोस्ट-प्रोसेसिंग तक सब कुछ कवर करेंगे।इन चरणों का पालन करने से आप भागों है कि काम करते हैं का उत्पादन करने में मदद मिलेगी, न कि सिर्फ अच्छे दिखने वाले हिस्से।

गियर या स्प्रोकेट को 3 डी प्रिंट क्यों और कब करें

थ्रीडी प्रिंटिंग गियर उत्पादन के लिए अनूठे फायदे प्रदान करती है। यह तकनीक तेजी से प्रोटोटाइपिंग को सक्षम करती है, जिससे इंजीनियरों को डिजाइनों का तेजी से परीक्षण करने की अनुमति मिलती है।यह गैर मानक भागों के निर्माण के लिए अद्वितीय अनुकूलन भी प्रदान करता हैछोटे बैचों के उत्पादन के लिए, 3 डी प्रिंटिंग पारंपरिक मशीनिंग का एक लागत प्रभावी विकल्प है।

प्रमुख अनुप्रयोग और उपयोग के मामले

• त्वरित प्रोटोटाइपिंग:महंगे विनिर्माण के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले फिट और कार्य को मान्य करें।

• कस्टम मशीनरीःरोबोटिक्स और स्वचालन परियोजनाओं में विशिष्ट ट्रांसमिशन अनुपात के लिए गियर का निर्माण।

• कम टोक़ वाले सिस्टम:ऐसे उपकरणों के लिए प्रतिस्थापन भागों का निर्माण करें जहां उच्च तनाव एक कारक नहीं है।

यथार्थवादी अपेक्षाएँ रखें

FDM (फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग) मुद्रित भाग स्वाभाविक रूप से anisotropic होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपने Z-अक्ष (स्तर रेखाएं) के साथ कमजोर होते हैं।वे इंजेक्शन-मोल्ड या मशीनीकृत धातु गियर की ताकत और पहनने के प्रतिरोध से मेल नहीं खा सकतेयह मार्गदर्शिका इन बाधाओं के भीतर अधिकतम प्रदर्शन पर केंद्रित है।

गियर डिजाइन सिद्धांतः सीएडी में सफलता का निर्माण

एक सफल कार्यात्मक गियर एक ठोस डिजाइन से शुरू होता है। खराब डिजाइन विकल्पों को सबसे अच्छे प्रिंटर या सामग्री द्वारा भी ठीक नहीं किया जा सकता है।इसका उद्देश्य FDM प्रिंटिंग प्रक्रिया के लिए अनुकूलित एक यांत्रिक रूप से ध्वनि मॉडल बनाना है.

गियर जनरेटर के साथ सीएडी का प्रयोग करें

फ़्यूजन 360, सॉलिडवर्क्स, या ऑनशेप जैसे पेशेवर सीएडी सॉफ्टवेयर का उपयोग करें। इन कार्यक्रमों में अक्सर अंतर्निहित स्क्रिप्ट या प्लगइन्स होते हैं जो गणितीय रूप से सही डेटा उत्पन्न करते हैंगियर प्रोफाइलयह प्रोफाइल सहज और कुशल शक्ति संचरण के लिए आवश्यक है क्योंकि गियर दांत एक दूसरे से रोल करते हैं।

प्रतिकूल प्रतिक्रिया की महत्वपूर्ण भूमिका

3 डी मुद्रित गियर के लिए सबसे महत्वपूर्ण डिजाइन विचार बैकलैश है।थ्रीडी प्रिंटर में आयामों की असत्यताएं होती हैं। बिना किसी डिज़ाइन किए गए अंतराल के, मुद्रित गियर दांत बहुत तंग होंगे और बंध जाएंगे या पकड़ लेंगे।

• क्रिया:अपने सीएडी मॉडल में, दांत प्रोफ़ाइल पर एक छोटा नकारात्मक ऑफसेट (जैसे, -0.1 मिमी से -0.2 मिमी) लागू करें। यह चिकनी जाल के लिए आवश्यक रिक्ति बनाता है।

संरचनात्मक शक्ति अनुकूलन

• जोड़ें फिलेट्सःप्रत्येक गियर दांत की जड़ पर फिलेट्स (गोल कोनों) लगाएं। तेज कोन तनाव एकाग्रता पैदा करते हैं, जो आम विफलता बिंदु हैं। फिलेट्स इस तनाव को व्यापक क्षेत्र पर वितरित करते हैं।

• गियर बॉडी का अनुकूलन करें:बड़े गियर के लिए, एक ठोस शरीर अपव्ययकारी है। संरचनात्मक कठोरता बनाए रखते हुए सामग्री उपयोग और प्रिंट समय को कम करने के लिए स्पोक या छेद के साथ एक पंखुड़ी डिजाइन का उपयोग करें।

सामग्री का चयनः प्रदर्शन और मुद्रण की क्षमता का संतुलन

आपके द्वारा चुने गए फिलामेंट सीधे गियर के अंतिम गुणों को निर्धारित करते हैं। कोई भी एकल सामग्री हर अनुप्रयोग के लिए सही नहीं है। निर्णय में ताकत, पहनने के प्रतिरोध,तापमान सहिष्णुता, और छपाई में आसानी।

प्रोटोटाइप बनाने के लिएः पीएलए+ और पीईटीजी

• पीएलए+/पीएलएःउच्च आयामी सटीकता के साथ मुद्रित करने में आसान। यह प्रारंभिक फिट परीक्षणों और बहुत कम भार वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। हालांकि, यह भंगुर है और इसमें कम गर्मी विचलन तापमान है।

• पीईटीजी:एक महान सर्वव्यापी। यह पीएलए की तुलना में बेहतर कठोरता और रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करता है। पीईटीजी अत्यधिक पहनने का सामना नहीं करने वाले कार्यात्मक भागों के लिए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु है।

कार्यात्मक उपयोग के लिएः नायलॉन

नायलॉन कार्यात्मक गियर के लिए श्रेष्ठ सामग्री है।इसमें उत्कृष्ट कठोरता और घर्षण का एक कम गुणांक होता है, जो प्राकृतिक स्व-चिकन गुण प्रदान करता है जो पहनने को काफी कम करता है।

• महत्वपूर्ण नोटःनायलॉन अत्यधिक हाइग्रोस्कोपिक है; यह हवा से नमी को अवशोषित करता है।होना चाहिएप्रिंट करने से पहले अपने नायलॉन फिलामेंट को अच्छी तरह से सूखा दें और इसे एक सूखे बॉक्स में स्टोर करें ताकि प्रिंट विफलता और भंगुर भागों को रोका जा सके।

उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिएः प्रबलित कम्पोजिट

कार्बन फाइबर से प्रबलित नायलॉन (CF-नायलॉन)यह असाधारण कठोरता और शक्ति प्रदान करता है। यह उच्च तनाव अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां कठोरता सर्वोपरि है।

• हार्डवेयर की आवश्यकताःकार्बन फाइबर घर्षण हैं। सीएफ-नायलॉन के साथ मुद्रणएक कठोर स्टील नोजल की आवश्यकता होती हैमानक पीतल के नलिकाओं के तेजी से पहनने से बचने के लिए।

स्लाइसर सेटिंग्सः एक मॉडल को एक मजबूत भाग में अनुवाद करना

आपका स्लाइसर सॉफ्टवेयर (उदाहरण के लिए, Cura, PrusaSlicer, Simplify3D) 3D मॉडल को प्रिंटर के लिए निर्देशों में अनुवाद करता है।सही सेटिंग्स आपके गियर की ताकत और सटीकता को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण हैं.

प्रिंट अभिविन्यास गैर-वार्तालाप योग्य है

प्रिंटिंग बेड पर हमेशा गियर और रडारों को फ्लैट प्रिंट करें।यह दिशा परतों को गियर के चेहरे के समानांतर संरेखित करती है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि गियर दांतों पर कतरनी बल फिलामेंट के निरंतर स्ट्रैंड्स के खिलाफ कार्य कर रहे हैं,कमजोर परत-पर-स्तर बंधन के खिलाफ नहीं.

दीवार की मोटाई ताकत की कुंजी है

बढ़ रहा हैदीवार/परिसर संख्यागियर दांत को मजबूत करने का सबसे प्रभावी तरीका है। एक उच्च संख्या यह सुनिश्चित करती है कि पूरे दांत को कमजोर भरने के बजाय ठोस परिधि से बना हो।

• अनुशंसाःदीवारों की संख्या को 4-6 परिधि पर सेट करें.

सटीकता और भरने के लिए बारीकी से ट्यून

• परत ऊंचाईःएक छोटी परत की ऊंचाई का प्रयोग करें (जैसे, 0.1 मिमी - 0.15 मिमी) । इससे इन्वोल्यूट वक्र का अधिक चिकनी, अधिक सटीक अनुमान बनता है।

• मुद्रण गतिःछपाई की गति को कम करें, विशेष रूप से बाहरी दीवारों के लिए। धीमी गति आयामी सटीकता में सुधार करती है।

• भरना:ग्रिड, क्यूबिक, या जिरोइड जैसे मजबूत पैटर्न के साथ उच्च भरने घनत्व (50-100%) का उपयोग करें।

पोस्ट-प्रोसेसिंग: एक कच्चे प्रिंट से एक तैयार भाग तक

एक कच्चे प्रिंट शायद ही कभी एक तैयार भाग है। उचित फिट, खत्म, और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए पोस्ट-प्रोसेसिंग चरण आवश्यक हैं।

बुनियादी सफाई और आयामी सटीकता

सबसे पहले, किसी भी समर्थन सामग्री, किनारों, या मुद्रण कलाकृतियों को हटा दें। मुद्रित गियर का केंद्र छेद (छेद) अक्सर थोड़ा छोटा होता है।ड्रिल बिट या एक रीमरअक्ष या शाफ्ट पर सही फिट के लिए बोर को अपने सटीक लक्ष्य व्यास तक लाने के लिए।

दीर्घायु के लिए स्नेहन

सभी कार्यात्मक गियर के लिए स्नेहन आवश्यक है।यह घर्षण और पहनने को काफी कम करता है, जिससे भाग का परिचालन जीवन बढ़ जाता है। प्लास्टिक-सुरक्षित वसा का उपयोग करें, जैसे सफेद लिथियम या सिलिकॉन आधारित स्नेहक।

उन्नत: अंतिम शक्ति के लिए एनीलिंग

नायलॉन जैसी सामग्री के लिए, एनीलिंग से प्रदर्शन में काफी सुधार हो सकता है। इस प्रक्रिया में भाग को उसके पिघलने के बिंदु से नीचे एक ओवन में गर्म करना और फिर इसे धीरे-धीरे ठंडा करना शामिल है।एनीलिंग मुद्रण प्रक्रिया से आंतरिक तनाव को कम करता है और पॉलिमर की क्रिस्टलिनिटी को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर परत आसंजन के साथ एक मजबूत, कठोर हिस्सा होता है।

परीक्षण, पुनरावृत्ति और समस्या निवारण

आपका पहला प्रिंट एकदम सही नहीं हो सकता है. 3 डी प्रिंटिंग की शक्ति तेजी से पुनरावृत्ति में निहित है. अपने भागों का परीक्षण करें और असफलताओं को सीखने के अवसर के रूप में उपयोग करें.

निष्कर्ष: 3डी प्रिंटिंग गियर के स्वर्ण नियम

3 डी मुद्रण कार्यशील गियर और रड्रॉकेट एक व्यवस्थित प्रक्रिया है। यह हर चरण में विवरण पर ध्यान देने की आवश्यकता है। डिजाइन, सामग्री विज्ञान और प्रिंट सेटिंग्स को एकीकृत करके,आप अपनी परियोजना की जरूरतों के अनुरूप मजबूत यांत्रिक घटक बना सकते हैं.

इन चार सुनहरे नियमों को याद रखेंः

1. बैकलैश के साथ डिजाइनःहमेशा अपने सीएडी मॉडल में क्लीयरेंस जोड़ें।

2. मोटी दीवारों के साथ फ्लैट प्रिंट करेंःबिस्तर पर फ्लैट भागों को ओरिएंट करें और 4+ परिधि का उपयोग करें।

3. सही सामग्री चुनें:कार्यात्मक, पहनने के प्रतिरोधी भागों के लिए नायलॉन का प्रयोग करें।

4. हमेशा चिकनाई करें:थोड़ी मात्रा में वसा से सेवा जीवन काफी बढ़ जाता है।

जब आपकी परियोजना पॉलिमर की पेशकश से परे प्रदर्शन की मांग करती है, तो पेशेवर विनिर्माण सेवाओं पर विचार करें जो औद्योगिक-ग्रेड परिणामों के लिए धातु 3 डी प्रिंटिंग प्रदान करते हैं।