Bahan/filamen pencetakan 3D terbaik untuk Gears!

Ada banyak jenis filamen pencetakan 3D yang dapat digunakan untuk tujuan pembuatan roda gigi. Setiap filamen memiliki sifat dan perilakunya sendiri. Ada berbagai jenis seperti Nylon, ABS, PLA, PETG, dan lainnya.

Sebagian besar printer 3D dilengkapi dengan 1 jenis filamen sehingga Anda harus berinvestasi pada yang lain jika ingin bereksperimen dengan filamen lain untuk tujuan yang berbeda seperti roda gigi pencetakan.

Memilih bahan yang sesuai untuk roda gigi cetak 3D Anda tidak sesederhana melihat sifat mekanik karena ada beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan, termasuk kemudahan pencetakan, kualitas akhir, dan biaya.

Dalam artikel ini, saya melihat bahan favorit saya untuk roda gigi cetak 3D. Saya telah bereksperimen dengan bahan cetak 3d yang berbeda untuk membuat berbagai jenis roda gigi dan inilah kesimpulan saya.

Bahan/filamen pencetakan 3D terbaik untuk Gears

Pada dasarnya, setiap filamen termoplastik memiliki pro dan kontra. Nylon memiliki kekuatan terbaik, PETG memiliki kinerja suhu rendah terbaik, ABS memiliki kekuatan benturan terbaik dan PLA berada di antara keduanya. Memilih di antara bahan-bahan tersebut adalah trade-off berdasarkan kebutuhan spesifik Anda.

Secara umum, Nylon akan bertahan paling lama, ABS akan bertahan sedikit lebih lama dari PLA, yang pada gilirannya akan bertahan sedikit lebih lama dari PETG.

Nylon adalah filamen terbaik untuk mencetak roda gigi karena kekuatannya, ketahanannya terhadap suhu tinggi, dan karena tidak memerlukan pelumasan apa pun agar roda gigi berfungsi dengan baik. PLA adalah yang kedua dalam hal kekuatan, tetapi tidak dapat menahan suhu tinggi dan akan berubah bentuk ketika mencapai 45 ° C-50 ° C. ABS dan PETG tidak disarankan untuk roda gigi.

1. nilon

Saya akan mengatakan jika Anda menginginkan sesuatu yang tidak terlalu rapuh dan mudah dicetak, maka tempelkan dengan Nylon. Ini adalah bioplastik yang terbuat dari sumber terbarukan yang terlihat seperti sutra dan terasa seperti sutra saat dicetak dengannya. Ini licin saat disentuh, kuat, dan fleksibel.

Koefisien gesekan nilon yang rendah, suhu leleh yang tinggi, dan daya rekat antar-lapisan yang tinggi menjadikannya bahan yang ideal untuk roda gigi cetak 3D.

Namun, afinitas besar Nylon untuk air dapat menjadi masalah, karena hal ini dapat membuat hasil yang tidak konsisten. Printer ekstrusi menerapkan bahan dengan cara yang mirip dengan pistol lem panas dan masalahnya adalah nilon menyerap air seperti spons, yang menyebabkannya membengkak dan membuat semua jenis masalah saat mencetak.

Filamen nilon menyerap kelembaban dari udara, yang menyebabkan filamen membengkak. Kadar air antara 1% dan 3% dapat menyebabkan bahan gagal saat dicetak, dan antara 5% hingga 8% mulai menyerap ke bagian cetakan 3D.

Hal ini menyebabkan masalah tidak hanya selama proses pencetakan, tetapi secara signifikan mengurangi masa pakai produk jadi dan membuatnya tidak cocok untuk penggunaan di luar ruangan.

Mengingat kekuatan dan kekurangan ini, nilon masih merupakan kandidat yang sangat baik untuk peralatan pencetakan 3D.

Sekarang mari kita lihat tiga bahan yang paling umum digunakan dalam pencetakan 3D; PLA, ABS dan PETG.

2. PLA

Untuk pencetakan 3D, ada banyak hal hebat yang bisa dikatakan tentang PLA. Mari kita mulai dengan fakta bahwa ia memiliki biaya rendah, masuk pada $20/Kg per spool, dan setelah Anda memperhitungkan biaya listrik, karena Anda tidak memerlukan suhu pencetakan yang sangat tinggi seperti yang Anda lakukan dengan ABS, PLA berakhir menjadi filamen yang fantastis secara keseluruhan.

Ini memiliki fleksibilitas yang sangat baik dan masih mempertahankan karakteristik kekuatan dan keausan yang baik, itulah sebabnya saya menganggapnya sebagai bahan yang jauh lebih baik untuk roda gigi daripada ABS dan PETG, tetapi tidak sebagus Nylon.

Namun, PLA tidak dapat menangani suhu tinggi dan akan mulai berubah bentuk bahkan jika dibiarkan di luar di bawah sinar matahari selama musim panas.

Jadi, pertimbangkan itu saat memutuskan filamen apa yang akan digunakan; Jika roda gigi akan terkena suhu tinggi, maka pertimbangkan Nylon, jika tidak, maka PLA akan bekerja dengan sangat baik!

3. ABS

Anda mungkin pernah mencoba membuat roda gigi dengan ABS, hanya untuk menemukan bahwa bahannya sendiri tidak begitu cocok untuk roda gigi.

Di satu sisi, karena perlu dicetak pada suhu yang sangat tinggi, dengan tempat tidur berpemanas dan dalam printer tertutup (umumnya), Anda mungkin perlu beberapa kali mencoba sampai Anda mendapatkan roda gigi untuk mencetak dengan benar karena ABS sangat cenderung melengkung karena suhu pencetakannya yang tinggi.

Tidak hanya itu, jika Anda membandingkan dua roda gigi identik yang terbuat dari PLA dan ABS, roda gigi yang terbuat dari ABS tidak akan mampu menahan gaya yang sama seperti PLA.

Bahkan, coba sendiri:Cetak beberapa roda gigi dengan masing-masing bahan, dan gunakan tang untuk menerapkan gaya pada roda gigi. Anda akan melihat bahwa yang terbuat dari ABS mudah hancur, sedangkan yang terbuat dari PLA hampir tidak bisa dihancurkan.

Terakhir, ABS menghasilkan asap beracun saat mencetak, yang merupakan alasan lain untuk tidak menggunakannya, setidaknya tidak untuk roda gigi.

4. PETG

PETG umumnya sedikit lebih murah daripada ABS, dan sedikit lebih mahal daripada PLA.

Baik PLA maupun ABS lebih murah, lebih kokoh, dan lebih kaku daripada PETG, yang dengan sendirinya merupakan bahan yang bagus untuk beberapa hal, tetapi ini bukan pilihan terbaik untuk desain roda gigi umum.

Setelah meninjau data tentang sifat materialnya, saya menempatkan PETG di bagian bawah daftar saya. Meskipun merupakan bahan yang ulet, bahan ini juga lebih lembut, lebih fleksibel, dan kurang tahan gores dibandingkan ABS atau PLA, yang menjadikannya pilihan yang lebih buruk untuk roda gigi.

PETG juga higroskopis, seperti Nylon, dan perlu dikeringkan terlebih dahulu sebelum digunakan untuk menghindari masalah potensial. Keluhan umum lainnya tentang PETG adalah rapuh. Salah satu alasannya adalah suhu transisi gelas yang lebih rendah karena mulai melunak pada 80 °C, sementara ABS, misalnya, dapat mentolerir suhu hingga ~100 °C, dan nilon hingga setidaknya 120 °C

Jadi, karena tidak terlalu bagus dalam menahan suhu tinggi tetapi juga mengalami beberapa masalah lain, saya tidak akan merekomendasikan PETG untuk roda gigi di atas Nylon atau PLA.

Pelumasan Roda Gigi Cetak 3D

Pelumasan mengurangi gesekan dan keausan. Sekarang, saya tidak memiliki cara yang baik untuk mengukur tingkat keausan sehingga saya tidak dapat mengatakan apakah pelumas bagian plastik membuatnya bertahan lebih lama atau tidak, tetapi saya dapat memberitahu Anda dari pengalaman bahwa dalam beberapa kasus, bagian plastik akan bertahan lebih lama jika mereka dilumasi.

Jika Anda menggunakan roda gigi plastik bantalan gigi daripada jenis spline yang lebih kuat, pelumasan dapat mengurangi keausan dan kebisingan serta meningkatkan efisiensi.

Namun, metode yang umum digunakan untuk 'mengolesi' permukaan dengan gemuk atau oli untuk mencegah keausan dan gesekan kurang ideal untuk orang yang tidak berpengalaman karena mereka sering menggunakan jenis gemuk yang salah untuk PLA, ABS, dan PETG.

Langkah pertama dalam memilih pelumas yang tepat untuk roda gigi adalah mencari tahu jenis plastik yang Anda gunakan. Berbagai jenis plastik merespons berbagai jenis pelumas. Aturan praktisnya adalah bahwa filamen plastik sering kali berbahan dasar minyak bumi dan akan kompatibel dengan pelumas berbahan dasar minyak bumi.

Nylon dan ABS adalah polimer yang berasal dari petrokimia, jadi mereka akan baik-baik saja dengan pelumas berbasis minyak yang tepat.

PLA dan PET, di sisi lain, cenderung memiliki lebih banyak bahan kimia nabati. Dengan demikian, ini cenderung merespon lebih baik terhadap minyak nabati yang kurang kental. Dengan mengganti jenis oli atau gemuk yang Anda gunakan, Anda dapat menyesuaikan kinerja printer agar sesuai dengan kebutuhan Anda.

Litium putih, PTFE, dan pelumas berbasis silikon sangat cocok untuk penggunaan umum. Mereka adalah pilihan terbaik untuk umur panjang tanpa perlu aplikasi ulang yang sering.

Namun, nilon, secara umum, memiliki hasil yang sangat dapat diterima dan Anda tidak perlu menambahkan pelumasan fisik apa pun ke roda gigi.

Saya membuat beberapa roda gigi yang telah beroperasi selama lebih dari 3 bulan sekarang tanpa pelumasan apa pun tanpa satu pun kegagalan roda gigi.

Gigi Pencetakan 3D Lebih Kuat

Meskipun faktor terpenting dalam hal kekuatan adalah bahan itu sendiri, ada beberapa pengaturan cetak yang mungkin juga membantu Anda mendapatkan bagian yang lebih kuat.

Pastikan filamen sudah cukup panas

Dalam Fused Deposition Modeling (FDM), lapisan yang dicetak harus menyatu menjadi bagian yang solid; Lapisan pertama menyatu dengan lapisan terakhir, dan seterusnya, dan suhu yang lebih tinggi biasanya menghasilkan "pelelehan bersama" yang lebih baik dari lapisan yang membuatnya lebih kuat.

Meningkatkan Tumpang Tindih Isi

Tumpang tindih pengisi adalah area perimeter yang tumpang tindih dengan lapisan pengisi. Tumpang tindih diperlukan untuk mencapai kekuatan yang lebih baik antara pengisi dan perimeter.

Meningkatkan ketinggian lapisan Anda biasanya akan memudahkan untuk mencapai ikatan yang baik antara lapisan pengisi dan perimeter. Namun, jika Anda memilih untuk melakukannya, Anda harus menghindari peningkatan tinggi lapisan secara eksponensial karena dapat menyebabkan pengeritingan pada bagian yang lebih kecil.

Nonaktifkan atau Kurangi Pendingin

Adhesi lapisan sangat penting dan kunci untuk mencapainya adalah menjaga suhu pencetakan dan suhu lapisan sebelumnya cukup tinggi. Ini lebih sulit dicapai ketika setiap lapisan didinginkan secara aktif.

Pendinginan adalah topik kontroversial dalam pencetakan 3d dan pendapat tentangnya berkisar dari "pendinginan sangat penting untuk cetakan berkualitas tinggi" hingga "pendinginan tidak meningkatkan kualitas cetak sama sekali".

Sejauh yang saya tahu, pendinginan adalah masalah besar untuk pencetakan 3D. Ini memungkinkan bagian dibuat tanpa cacat, dan banyak bentuk sulit hanya mungkin karena pendinginan. Namun ada trade-off yang terkait dengan pendinginan, yaitu kualitas permukaan yang ditukar dengan kekuatan.

Jika tujuan Anda adalah mencapai kekuatan maksimum, kurangi pendinginan atau nonaktifkan sepenuhnya.

Tinggi Lapisan Optimal

Salah satu 'aturan' terpenting dari kecepatan pencetakan 3D adalah bahwa dengan bertambahnya tinggi lapisan, kecepatan akan meningkat, sementara kekuatan dan kualitas cetakan 3D menurun.

Semakin rapat tinggi lapisan, semakin baik daya rekat lapisan, dan oleh karena itu semakin sedikit ruang terbuka untuk titik-titik lemah yang terbentuk pada cetakan Anda.

Infill apa yang harus Anda gunakan untuk Gears?

Pertama kali saya berpikir tentang roda gigi cetak, saya yakin bahwa pengisian 100% akan menghasilkan roda gigi terkuat secara keseluruhan.

Tapi bukan itu masalahnya dan roda gigi yang saya cetak dengan pengisi 50% sama kuatnya dengan yang saya cetak dengan 100%.

Singkatnya, tidak perlu mengisi lebih dari 50%, setidaknya tidak menurut pengalaman saya sendiri.

Tabel Perbandingan

Filamen	Kualitas Perlengkapan	Suhu Nozzle	Tempat Tidur berpemanas	Risiko Bengkok	Kemudahan Penggunaan	Biaya
PLA	Bagus	180 °C – 230 °C	Tidak wajib	Rendah	Mudah	$10 – $25
ABS	Kasihan	230 °C – 250 °C	Sekitar. 100 °C	Sedang	Menengah	$15 – $25
PETG	Kasihan	230 °C – 250 °C	Sekitar. 100 °C	Rendah	Mudah	$15 – $20
Nilon	Terbaik	230 °C – 260 °C	80 °C – 100 °C	Sedang	Menengah	$50 – $65

Kesimpulan

Nilon adalah pilihan yang jelas untuk semua alasan yang saya sebutkan, tetapi kebanyakan dari kita tidak memiliki Nilon yang siap digunakan.

Namun, PLA menghasilkan hasil yang fantastis dan menciptakan roda gigi yang kuat dan andal, dan untungnya, ini adalah bahan yang cenderung tersedia dan siap untuk dicetak oleh setiap pembuat.

Jadi, jika Anda memiliki akses ke Nylon, gunakan yang itu. Jika tidak, PLA akan baik-baik saja!

Semoga informasi ini bermanfaat!

Semoga harimu menyenangkan!

Lihat bagian produk yang kami rekomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan dugaan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau peningkatan apa yang akan didapat, karena kami tahu bahwa ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan yang umumnya menyebabkan banyak kebingungan .

Kami telah memilih hanya segelintir printer 3D yang kami anggap baik untuk pemula maupun menengah, dan bahkan para ahli, membuat keputusan lebih mudah, dan filamen, serta peningkatan yang terdaftar, semuanya diuji oleh kami dan dipilih dengan cermat. , sehingga Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan berfungsi sebagaimana mestinya.