Лучший материал/нить для 3D-печати для Gears!

Существует множество типов нитей для 3D-печати, которые можно использовать для изготовления шестерен. Каждая нить имеет свои свойства и поведение. Существуют различные типы, такие как нейлон, АБС, PLA, PETG и другие.

Большинство 3D-принтеров поставляются с одним типом нити, поэтому вам придется инвестировать в другие, если вы хотите поэкспериментировать с другими нитями для разных целей, например для печати шестерен.

Выбор подходящего материала для ваших 3D-печатных шестерен не так прост, как просмотр механических свойств, поскольку необходимо учитывать несколько других факторов, включая простоту печати, качество отделки и стоимость.

В этой статье я расскажу о своих любимых материалах для 3D-печати шестерен. Я экспериментировал с различными материалами для 3D-печати, чтобы сделать разные типы шестерен, и вот мой вывод.

Лучший материал/волокно для 3D-печати для Gears

По сути, каждая термопластичная нить имеет свои плюсы и минусы. Нейлон обладает наилучшей прочностью, PETG имеет лучшие характеристики при низких температурах, ABS имеет лучшую ударную вязкость, а PLA находится где-то посередине. Выбор между этими материалами — это компромисс, основанный на ваших конкретных потребностях.

Вообще говоря, нейлон прослужит дольше всего, ABS прослужит немного дольше, чем PLA, который, в свою очередь, прослужит немного дольше, чем PETG.

Нейлон — лучшая нить для печати шестерен из-за ее прочности, устойчивости к высоким температурам и отсутствия необходимости смазки для правильной работы шестерен. PLA занимает второе место по прочности, но он не выдерживает высоких температур и деформируется при достижении 45°C-50°C. ABS и PETG не рекомендуются для шестерен.

1. Нейлон

Я бы сказал, что если вы хотите что-то не очень хрупкое и на чем легко печатать, то придерживайтесь нейлона. Это биопластик, изготовленный из возобновляемых источников, который выглядит как шелк и ощущается как шелк при печати. Он приятный на ощупь, прочный и гибкий.

Низкий коэффициент трения, высокая температура плавления и высокая межслойная адгезия нейлона делают его идеальным материалом для зубчатых колес, напечатанных на 3D-принтере.

Тем не менее, большое сродство нейлона к воде может быть проблематичным, так как это может привести к противоречивым результатам. Экструзионные принтеры наносят материал аналогично пистолету для горячего клея, и проблема заключается в том, что нейлон впитывает воду, как губка, что заставляет его набухать и создавать всевозможные проблемы при печати.

Нейлоновая нить поглощает влагу из воздуха, из-за чего нить набухает. Содержание воды от 1% до 3% может привести к тому, что материал выйдет из строя при печати, а от 5% до 8% он начнет впитываться в напечатанную на 3D-принтере деталь.

Это вызывает проблемы не только в процессе печати, но и значительно сокращает срок службы готового продукта и делает его непригодным для использования вне помещений.

Учитывая эти преимущества и недостатки, нейлон по-прежнему является отличным кандидатом для 3D-печати шестерен.

Теперь давайте рассмотрим три наиболее часто используемых материала в 3D-печати. PLA, ABS и PETG.

2. PLA

Что касается 3D-печати, то о PLA можно сказать много хорошего. Начнем с того, что он имеет низкую стоимость, которая составляет 20 долларов США за кг за катушку, и если учесть стоимость электроэнергии, поскольку вам не нужна чрезвычайно высокая температура печати, как в случае с ABS, PLA заканчивается. в целом фантастическая нить.

Он обладает превосходной гибкостью и при этом сохраняет хорошие характеристики прочности и износостойкости, поэтому я считаю его гораздо лучшим материалом для зубчатых передач, чем ABS и PETG, но не таким хорошим, как нейлон.

Однако PLA не выдерживает высоких температур и начинает деформироваться, даже если его оставить на солнце летом.

Итак, примите это во внимание, решая, какую нить использовать; Если шестерни будут подвергаться воздействию высоких температур, то обратите внимание на нейлон, если нет, то PLA творит чудеса!

3. АБС

Вы, вероятно, пробовали делать шестеренки из АБС-пластика, но обнаружили, что сам материал не очень хорошо подходит для шестерен.

С одной стороны, поскольку его нужно печатать при очень высокой температуре, с подогревом стола и в закрытом принтере (как правило), вам может потребоваться несколько попыток, пока вы не получите правильную печать шестерен, поскольку ABS очень склонен к деформации из-за высокой температуры печати.

Кроме того, если вы сравните две одинаковые шестерни, изготовленные из PLA и ABS, то одна из них не сможет выдержать те же нагрузки, что и PLA.

В самом деле, попробуйте сами:распечатайте пару шестеренок из каждого материала и с помощью плоскогубцев приложите усилие к шестерням. Вы заметите, что тот, что сделан из АБС-пластика, легко ломается, а тот, что сделан из ПЛА, практически не поддается разрушению.

Наконец, ABS выделяет токсичные пары во время печати, что является еще одной причиной не использовать его, по крайней мере, не для шестерен.

4. ПЭТГ

PETG обычно немного дешевле, чем ABS, и немного дороже, чем PLA.

И PLA, и ABS дешевле, прочнее и жестче, чем PETG, который сам по себе является хорошим материалом для некоторых вещей, но не лучшим выбором для общей конструкции зубчатых передач.

Изучив данные о свойствах его материала, я помещаю PETG в конец своего списка. Хотя это пластичный материал, он также мягче, гибче и менее устойчив к царапинам, чем ABS или PLA, что делает его худшим выбором для зубчатых передач.

PETG также гигроскопичен, как и нейлон, и его необходимо предварительно высушить перед использованием, чтобы избежать возможных проблем. Еще одна распространенная жалоба на PETG заключается в том, что он хрупкий. Одной из причин этого является его более низкая температура стеклования, так как он начинает размягчаться при 80°C, в то время как ABS, например, может выдерживать температуры до ~100°C, а нейлон минимум до 120°C

Итак, поскольку он не так хорошо выдерживает высокие температуры, но также имеет несколько других проблем, я бы не рекомендовал использовать PETG для шестерен вместо нейлона или PLA.

Смазка шестерен, напечатанных на 3D-принтере

Смазка снижает трение и износ. Теперь у меня нет хорошего способа измерить степень износа, поэтому я не могу сказать, продлевает ли смазка пластмассовые детали их срок службы или нет, но я могу сказать вам по опыту, что в некоторых случаях пластмассовые детали прослужат дольше, если они смазаны.

Если вы используете пластмассовые шестерни с зубчатыми подшипниками, а не более прочные шлицевые, смазка может снизить износ и шум, а также повысить эффективность.

Тем не менее, широко используемые методы «смазывания» поверхности смазкой или маслом для предотвращения износа и трения далеко не идеальны для неопытных людей, поскольку они часто используют неподходящую смазку для PLA, ABS и PETG.

Первый шаг в выборе подходящей смазки для зубчатых передач — выяснить, с каким типом пластика вы работаете. Различные типы пластмасс реагируют на различные типы смазочных материалов. Эмпирическое правило заключается в том, что пластиковые нити часто изготавливаются на нефтяной основе и совместимы со смазкой на нефтяной основе.

Нейлон и АБС — это полимеры, получаемые из нефтехимии, поэтому они будут работать с подходящей смазкой на масляной основе.

PLA и PET, с другой стороны, имеют более растительный химический состав. Таким образом, они, как правило, лучше реагируют на менее вязкие растительные масла. Изменяя тип используемого масла или смазки, вы можете настроить производительность принтера в соответствии со своими потребностями.

Смазки на основе белого лития, ПТФЭ и силикона хорошо подходят для общего использования. Они являются лучшим выбором для долговечности без необходимости частого повторного применения.

Тем не менее, нейлон, как правило, дает очень приемлемые результаты, и вам не нужно добавлять к шестерням какую-либо физическую смазку.

Я сделал пару шестерен, которые работают уже более 3 месяцев без какой-либо смазки, и ни одна шестерня не вышла из строя.

3D-печать более прочных шестерен

Хотя самым важным фактором с точки зрения прочности является сам материал, есть пара настроек печати, которые также могут помочь вам получить более прочную деталь.

Убедитесь, что нить достаточно нагрета

В моделировании методом наплавления (FDM) печатные слои должны соединяться вместе в твердую деталь; Первый слой сплавляется с последним и т. д., а более высокие температуры обычно приводят к лучшему «сплавлению» слоев, что делает их прочнее.

Увеличить перекрытие заполнения

Перекрытие заполнения — это площадь периметра, которая перекрывается слоем заполнения. Перекрытие необходимо для достижения большей прочности между заполнением и периметром.

Увеличение высоты слоя обычно облегчает достижение хорошей связи между слоем заполнения и периметром. Однако если вы решите это сделать, следует избегать экспоненциального увеличения высоты слоя, поскольку это может привести к скручиванию мелких деталей.

Отключить или уменьшить охлаждение

Адгезия слоев чрезвычайно важна, и ключом к ее достижению является поддержание достаточно высокой температуры печати и температуры предыдущего слоя. Этого труднее достичь, когда каждый слой активно охлаждается.

Охлаждение — спорная тема в 3D-печати, и мнения по этому поводу варьируются от «охлаждение необходимо для высококачественных отпечатков» до «охлаждение вообще не улучшает качество печати».

Насколько я знаю, охлаждение имеет большое значение для 3D-печати. Он позволяет изготавливать детали без дефектов, а многие сложные формы возможны только благодаря охлаждению. Но есть компромисс, связанный с охлаждением:качество поверхности в обмен на прочность.

Если ваша цель добиться максимальной прочности, уменьшите охлаждение или полностью отключите его.

Оптимальная высота слоя

Одно из важнейших «правил» скорости 3D-печати заключается в том, что с увеличением высоты слоя скорость увеличивается, а прочность и качество 3D-печати снижаются.

Чем меньше высота слоя, тем лучше сцепление слоев и, следовательно, меньше места для образования слабых мест на отпечатке.

Какое заполнение следует использовать для Gears?

Когда я впервые задумался о печати шестерен, я был уверен, что 100% заполнение даст самую прочную шестерню в целом.

Но это был не тот случай, и шестерни, которые я напечатал с 50-процентным заполнением, были такими же прочными, как и те, что я напечатал со 100%.

Короче говоря, нет необходимости заполнять более 50%, по крайней мере, по моему собственному опыту.

Сравнительная таблица

Нить	Качество снаряжения	Температура сопла	Кровать с подогревом	Риск деформации	Простота использования	Стоимость
ПЛА	Отлично	180°C – 230°C	Не требуется	Низкий	Легко	$10–$25
АБС	Плохо	230°C – 250°C	Прибл. 100°C	Умеренный	Средний	$15–$25
ПЭТГ	Плохо	230°C – 250°C	Прибл. 100°C	Низкий	Легко	$15–$20
Нейлон	Лучший	230°C – 260°C	80°C – 100°C	Умеренный	Средний	$50–$65

Заключение

Нейлон — очевидный выбор по всем упомянутым мною причинам, но у большинства из нас нет готового нейлона.

Тем не менее, PLA дает фантастические результаты и создает прочные и надежные шестерни, и, к счастью, это материал, который каждый производитель имеет в наличии и готов к печати.

Так что, если у вас есть доступ к Нейлону, используйте его. В противном случае PLA подойдет!

Надеюсь, эта информация была полезной!

Хорошего дня!

Ознакомьтесь с разделом рекомендуемых продуктов

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, который позволит вам избавиться от догадок и сократить время, затрачиваемое на поиски того, какой принтер, нить накала или обновления приобрести, поскольку мы знаем, что это может быть очень сложной задачей и обычно приводит к путанице. .

Мы выбрали лишь несколько 3D-принтеров, которые, по нашему мнению, подходят как для начинающих, так и для продвинутых пользователей, и даже для экспертов, что упрощает принятие решения, а нити, а также перечисленные обновления были протестированы нами и тщательно отобраны. , чтобы вы знали, что любой из них будет работать так, как задумано.