طراحی مکانیزم و قطعات مکانیکی
چرخدنده، لولا، گیرهی فشاری، رزوه و اتصالات متحرک — قطعاتی که باید حرکت کنند، نه فقط شکل داشته باشند.
قطعهای که فقط باید شکل داشته باشد یک مسئله است؛ قطعهای که باید بچرخد، بلغزد، قفل شود یا نیرو منتقل کند مسئلهی دیگری. تفاوت در یک چیز خلاصه میشود: لقی. و لقی چیزی است که در نرمافزار دیده نمیشود.
چرا قطعات متحرک چاپی معمولاً کار نمیکنند
در نرمافزار CAD دو قطعه میتوانند دقیقاً روی هم بنشینند. در واقعیت، چاپگر نازلی با قطر ۰.۴ میلیمتر دارد و پلاستیک مذاب کمی پهن میشود. نتیجه این است که سوراخ کمی تنگتر و میله کمی کلفتتر از عدد طراحی درمیآید. اگر لقی در طراحی دیده نشده باشد، دو قطعه یا در هم جا نمیروند یا با فشار جا میروند و بعد نمیچرخند.
مقدار لقی به نوع اتصال بستگی دارد و روی هر دستگاه و هر متریال کمی فرق میکند. برای اتصال محکم مقدار کمی و برای اتصال گردشی مقدار بیشتری لازم است؛ عدد دقیقش با چاپ تست تعیین میشود، نه از روی جدول.
چه چیزهایی طراحی و ساخته میشود
- چرخدنده و انتقال قدرت. ساده، مورب و چرخدندهی حلزونی. محدودیت واقعی گشتاور است — چرخدندهی PLA زیر بار زیاد دندانههایش میساید.
- لولا. از لولای زنده (یک قطعهی نازک انعطافپذیر) تا لولای پینی که جدا مونتاژ میشود.
- گیرهی فشاری (snap-fit). برای قابی که باید بدون پیچ باز و بسته شود. طراحی درستش یعنی گیرهای که بعد از پنجاه بار باز شدن هنوز نگه میدارد.
- رزوه. رزوهی چاپشده برای کاربرد سبک، و مهرهی برنجی حرارتی برای جایی که واقعاً باید دوام بیاورد.
- نشیمن بلبرینگ و شفت. جایی که تلورانس بیشترین اهمیت را دارد.
- مکانیزمهای ترکیبی. ریل کشویی، قفل، جعبهدندهی کوچک.
جهت چاپ تعیینکنندهی استحکام است
این مهمترین نکتهی قطعات مکانیکی چاپی است: قطعه در جهت لایهها ضعیفتر است، چون لایهها به هم چسبیدهاند نه اینکه یکپارچه باشند. یک دندانهی چرخدنده که لایههایش عمود بر نیرو باشد، از محل چسبندگی لایهها جدا میشود. برای همین جهت قرارگیری روی صفحه، بخشی از طراحی است نه تصمیمی که موقع چاپ گرفته شود.
پازل ژاپنی و قطعات جداشدنی
یکی از کارهایی که در همین دسته انجام میشود، طراحی مجموعهقطعاتی است که همه روی یک صفحه چاپ میشوند و با اتصالهای باریک به هم وصلاند — درست مثل قطعات ماکت پلاستیکی. کاربر با سیمچین جدایشان میکند و مونتاژشان میکند. نکتهی فنیاش ضخامت همان اتصال است: آنقدر نازک که با سیمچین تمیز جدا شود، آنقدر ضخیم که حین حمل نشکند. نمونههایی از این دست در محصولات هست.
آزمون، نه حدس
برای هر مکانیزم متحرک، معمولاً اول یک نسخهی آزمایشی از همان اتصال چاپ میشود تا لقی واقعی سنجیده شود. این کار کمی به زمان اضافه میکند ولی خیلی ارزانتر از چاپ کامل قطعهای است که در نهایت نمیچرخد. همین نسخههای آزمایشی از راه سفارش چاپ ساخته میشوند.
اگر فقط میخواهید بدانید مکانیزمی که در ذهن دارید شدنی است یا نه، پیش از طراحی سراغ کارشناسی بروید.
سؤالات متداول
- چرخدندهی چاپشده چقدر دوام میآورد؟
- به گشتاور و متریال بستگی دارد. برای کاربرد سبک و کمبار مناسب است؛ زیر بار زیاد یا دور بالا دندانهها میسایند. اگر شرایط کاری را بگویید، متریال و طراحی متناسبش پیشنهاد میشود.
- قطعات متحرک را مونتاژشده تحویل میدهید؟
- بسته به قطعه. بعضی مکانیزمها میتوانند یکجا و متحرک چاپ شوند؛ بعضی باید جدا چاپ و مونتاژ شوند. کدام بهتر است، بخشی از تصمیم طراحی است.
- رزوهی چاپشده کافی است یا مهره لازم است؟
- برای پیچی که یک بار بسته میشود و باز نمیشود، رزوهی چاپشده کافی است. برای جایی که بارها باز و بسته میشود، مهرهی برنجی حرارتی لازم است چون رزوهی پلاستیکی میساید.
درخواست این خدمت
فرم را پر کن تا تماس بگیریم. اگر نقشه، عکس، فایل سهبعدی یا هر فایل دیگری داری، همینجا برایمان بفرست.