Filamen Pencetakan 3D Terbaik untuk Gigi Roda Tahan Lama dan Berkinerja Tinggi

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

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

Memilih material yang tepat untuk gigi roda cetakan 3D Anda tidak semudah melihat properti mekanik karena ada beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan, termasuk kemudahan pencetakan, kualitas finishing, dan biaya.

Dalam artikel ini, saya melihat material favorit saya untuk gigi roda cetakan 3D. Saya telah bereksperimen dengan berbagai material pencetakan 3D untuk membuat berbagai jenis gigi roda dan ini adalah kesimpulan saya.

Material/Filamen Pencetakan 3D Terbaik untuk Gigi Roda

Dasarnya, setiap filamen termoplastik memiliki kelebihan dan kekurangannya. Nylon memiliki kekuatan terbaik, PETG memiliki kinerja suhu rendah terbaik, ABS memiliki kekuatan tabrakan terbaik dan PLA ada di tengah-tengah. Memilih di antara materi-material ini adalah trade-off berdasarkan kebutuhan spesifik Anda.

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

Nylon adalah filamen terbaik untuk mencetak gigi roda karena kekuatannya, resistensi terhadap suhu tinggi dan karena ia tidak memerlukan pelumas agar gigi roda berfungsi dengan baik. PLA adalah pilihan kedua yang dekat dalam hal kekuatan, tetapi ia tidak dapat menahan suhu tinggi dan akan merubah bentuk saat mencapai 45°C-50°C. ABS dan PETG tidak direkomendasikan untuk gigi roda.

1. Nylon

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

Koeffisien geser rendah Nylon, suhu leleh tinggi, dan adhesi antar lapisan tinggi menjadikannya material ideal untuk gigi roda cetakan 3D.

Namun, keakraban Nylon yang besar dengan air dapat menjadi masalah, karena ini dapat menghasilkan hasil yang tidak konsisten Printer ekstrusi menerapkan material dengan cara yang mirip dengan pistol leleh panas dan masalahnya adalah nylon menyerap air seperti spons, yang menyebabkan ia membengkak dan menciptakan semua macam masalah saat mencetak.

Filamen Nylon menyerap kelembaban dari udara, yang menyebabkan filamen membengkak. Kadar air antara 1% dan 3% dapat menyebabkan material gagal saat dicetak, dan antara 5% hingga 8% ia mulai menyerap ke dalam bagian cetakan 3D-nya.

Ini menyebabkan masalah tidak hanya selama proses pencetakan, tetapi secara signifikan mengurangi umur produk jadi dan membuatnya tidak cocok untuk penggunaan di luar ruangan.

Dengan kelebihan dan kekurangan ini, nylon masih merupakan calon yang baik untuk pencetakan gigi roda 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 yang baik yang dapat dikatakan tentang PLA. Mari kita mulai dengan fakta bahwa ia memiliki biaya rendah, dengan harga $20/Kg per gulungan, dan setelah Anda mempertimbangkan biaya listrik, karena Anda tidak perlu suhu pencetakan yang sangat tinggi seperti yang Anda lakukan dengan ABS, PLA akhirnya menjadi filamen yang luar biasa secara keseluruhan.

Ia memiliki fleksibilitas yang baik dan tetap mempertahankan kekuatan serta karakteristik aus yang baik, itulah sebabnya saya menganggapnya sebagai material yang jauh lebih baik untuk gigi roda daripada ABS dan PETG, tetapi tidak sebaik Nylon.

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

Jadi, pertimbangkan hal itu saat memutuskan filamen mana yang akan digunakan; Jika gigi roda akan terpapar suhu tinggi, maka pertimbangkan Nylon, jika tidak, PLA akan bekerja dengan luar biasa!

3. ABS

Anda mungkin telah mencoba membuat gigi roda dengan ABS, hanya untuk menemukan bahwa material itu sendiri tidak begitu cocok untuk gigi roda.

Salah satu pihak, karena ia perlu dicetak pada suhu yang sangat tinggi, dengan meja pemanas dan di printer tertutup (secara umum), mungkin akan membutuhkan beberapa kali percobaan sampai Anda mendapatkan gigi roda Anda untuk dicetak dengan benar karena ABS sangat rentan terhadap rontok karena suhu pencetakan yang tinggi.

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

Faktanya, cobalah sendiri: Cetakan beberapa gigi roda dengan setiap bahan, dan menggunakan tangkapan terapikan gaya pada gigi roda. Anda akan memperhatikan bahwa yang terbuat dari ABS hancur dengan mudah, sementara yang terbuat dari PLA hampir tak hancur.

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

4. PETG

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

Kedua PLA dan ABS lebih murah, lebih kuat, dan lebih kaku daripada PETG, yang an sich adalah bahan yang baik untuk beberapa hal, tetapi bukan pilihan terbaik untuk desain gigi roda umum.

Setelah meninjau data tentang properti materialnya, saya menempatkan PETG di bagian bawah daftar saya. Meskipun itu adalah bahan yang duktile, ia juga lebih lunak, lebih fleksibel, dan kurang tahan gores daripada ABS atau PLA, yang menjadikannya pilihan yang lebih buruk untuk gigi roda.

PETG juga higroskopis, sama seperti Nylon, dan perlu dikeringkan sebelum penggunaan untuk menghindari masalah potensial. Keluhan umum tentang PETG adalah bahwa ia rapuh. Salah satu alasan untuk ini adalah suhu transisi kaca yang lebih rendah karena ia mulai lunak pada 80°C, sementara ABS, misalnya, dapat menahan suhu hingga ~100°C, dan nylon hingga setidaknya 120°C

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

Pelumasan Gigi Roda Cetakan 3D

Pelumasan mengurangi geser dan aus. Saya tidak memiliki cara yang baik untuk mengukur tingkat aus jadi saya tidak dapat mengatakan apakah pelumasan bagian plastik membuatnya bertahan lebih lama atau tidak, tetapi saya dapat memberi tahu dari pengalaman bahwa dalam beberapa kasus, bagian plastik akan bertahan lebih lama jika dilumasi.

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

Namun, metode yang umum digunakan dengan 'meratakan' permukaan dengan lem atau minyak untuk mencegah aus dan geser kurang dari ideal bagi orang yang tidak berpengalaman karena mereka sering menggunakan jenis lem yang salah untuk PLA, ABS, dan PETG.

Langkah pertama dalam memilih pelumas yang tepat untuk gigi roda adalah untuk mengetahui jenis plastik apa yang Anda kerjakan. Berbagai jenis plastik bereaksi terhadap berbagai jenis pelumas. Sebuah hukum umum adalah filamen plastik sering berdasarkan minyak bumi dan akan kompatibel dengan pelumas berdasarkan minyak bumi.

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

PLA dan PET, di sisi lain, cenderung memiliki komposisi kimia yang lebih berbasis tumbuhan. Sebagai akibatnya, mereka cenderung bereaksi lebih baik terhadap minyak sayur yang kurang viskus. Dengan mengubah jenis minyak atau lem yang Anda gunakan, Anda dapat menyesuaikan kinerja printer Anda agar cocok dengan kebutuhan Anda.

Pelumas berbasis lithium putih, PTFE, dan silicone cocok untuk penggunaan umum. Mereka adalah pilihan terbaik untuk keawetan tanpa perlu aplikasi ulang yang sering.

Namun, nylon secara umum memiliki hasil yang sangat dapat diterima dan Anda tidak perlu menambahkan pelumas fisik apa pun pada gigi roda.

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

Mencetak Gigi Roda 3D yang Lebih Kuat

Sementara faktor paling penting dalam hal kekuatan adalah material itu sendiri, ada beberapa pengaturan cetak yang mungkin juga membantu Anda mencapai bagian yang lebih kuat.

Pastikan filamen telah dipanaskan cukup

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

Tingkatkan Overlap Infill

Overlap infill adalah area dari perimeter yang tumpang tindih dengan lapisan infill. Overlap diperlukan untuk mencapai kekuatan yang lebih baik antara infill dan perimeter.

Meningkatkan tinggi lapisan Anda biasanya akan membuatnya lebih mudah untuk mencapai ikatan yang baik antara lapisan infill dan perimeter. Namun, jika Anda memilih untuk melakukannya, Anda harus menghindari peningkatan eksponensial pada tinggi lapisan Anda karena dapat menyebabkan keriting pada bagian yang lebih kecil.

Nonaktifkan atau Kurangi Pendinginan

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

Pendinginan adalah topik yang kontroversial dalam pencetakan 3D dan pendapatnya berkisar dari "pendinginan esensial untuk cetakan berkualitas tinggi" hingga "pendinginan tidak meningkatkan kualitas cetak sama sekali".

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

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

Tinggi Lapisan Optimum

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

Semakin rapat tinggi lapisan semakin baik adesi lapisan, dan oleh karena itu kurang ruang kosong untuk titik lemah terbentuk dalam cetakan Anda.

Apa infill yang harus Anda gunakan untuk Gigi Roda?

Pertama kali saya pernah memikirkan tentang mencetak gigi roda, saya yakin bahwa infill 100% akan menghasilkan gigi roda yang paling kuat secara keseluruhan.

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

Singkatnya, tidak ada perlu untuk melebihi 50% infill, setidaknya tidak dalam pengalaman saya sendiri.

Tabel Perbandingan

Filamen	Kualitas Gigi Roda	Suhu Nozzle	Meja Pemanas	Risiko Rontok	Kemudahan Penggunaan	Biaya
PLA	Bagus	180°C – 230°C	Tidak diperlukan	Rendah	Mudah	$10 – $25
ABS	Buruk	230°C – 250°C	Lebih kurang 100°C	Sedang	Menengah	$15 – $25
PETG	Buruk	230°C – 250°C	Lebih kurang 100°C	Rendah	Mudah	$15 – $20
Nylon	Terbaik	230°C – 260°C	80°C – 100°C	Sedang	Menengah	$50 – $65

Kesimpulan

Nylon adalah pilihan yang jelas untuk semua alasan yang saya sebutkan, tetapi sebagian besar dari kita tidak memiliki Nylon yang siap pakai.

Namun, PLA menghasilkan hasil yang luar biasa dan menciptakan gigi roda yang kuat dan andal dan untungnya, itu adalah material yang setiap pembuat cenderung memiliki dan siap untuk dicetak.

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

Saya harap informasi ini berguna!

Semoga harimu menyenangkan!

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade yang akan diperoleh, karena kami tahu ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan secara umum mengarah pada banyak kebingungan.

Kami telah memilih hanya sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula maupun menengah, dan bahkan pakar, membuat keputusan lebih mudah, dan filamen serta upgrade yang terdaftar semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sebagaimana mestinya.