Projektaufbau:3D-gedruckter Skateboard-Truck

In diesem Blogbeitrag geht es um die Herstellung eines fertigen, funktionalen Teils:eines 3D-gedruckten Skateboard-Trucks, gedruckt in Onyx, das mit Kohlefaser verstärkt ist. Lass uns gehen.

Was ist ein Skateboard-Truck?

Die Achsen eines Skateboards sind die Schnittstelle zwischen Deck und Rollen. Im einfachsten Fall besteht jeder Truck aus einer Baseplate (die mit dem Board verschraubt wird) und dem Hanger (auf dem die Räder sitzen). Es dient auch als Lenkmechanismus für das Skateboard und übersetzt das Anlehnen zur Seite in das Drehen. Die Magie des Lenkmechanismus beruht auf der Schnittstelle zwischen Grundplatte und Aufhänger, die ein Dreieck bildet. Der Aufhänger kann sich frei um eine Kante dieses Dreiecks drehen, wobei die Buchsen als Federn wirken, um ihn neu zu zentrieren, wenn sich der Fahrer nicht lehnt.

Warum einen LKW in 3D drucken?

Lassen Sie uns zuerst etwas spezifizieren:Ich drucke nicht das gesamte LKW, nur die Teile, die normalerweise aus Aluminium bestehen würden (die Hauptteile der Grundplatte und des Aufhängers). Die Achse fertige ich selbst aus 1144 „ermüdungsfestem“ Stahl (dazu später mehr), und die Hardware und die Polyurethan-Buchsen sind von der Stange.

Die Aluminiumteile des Lkw werden typischerweise in Stahl- oder Sandformen gegossen. Das heißt, um neue Formen zu prototypisieren, muss ein neues Positiv angefertigt werden, dann ein Negativguss (für einen Prototyp vermutlich in Sand), dann der neue Positivguss in Aluminium. Diese Durchlaufzeit könnte möglicherweise verkürzt werden, indem der Prototyp einfach über Nacht gedruckt und dann am Morgen zusammengebaut wird. Dieser Projektaufbau untersucht diese Möglichkeit und zeigt gleichzeitig, wie der Mark Two den Herstellungsprozess von Hand dramatisch erleichtert.

Aufhänger machen

Der erste Schritt dieses Projekts war natürlich die Modellierung des Trucks. In meinem Fall habe ich Fusion 360 verwendet, weil ich damit geformte Formen und parametrische Funktionen kombinieren konnte. Ich habe fast alles von einem Indy 139 Silver Truck dimensioniert (Independent Trucks sind ein angesehener Standard im Skateboarding). Die einzige Ausnahme war der sperrige Teil des Kleiderbügels, den ich manuell geformt habe, um etwas extra stämmig zu sein, um beim Biegen mehr Halt zu bieten.

Zuerst habe ich nur den Aufhänger gedruckt und ihn in zwei Teilen mit zwei kleinen Zapfenverbindungen gedruckt, um sie zusammenzuhalten. Meine Hoffnung war, dass ein zweiteiliges Design es mir ermöglichen würde, Fasern in zwei verschiedenen Ebenen zu verlegen, was dem Truck zusätzliche Festigkeit verleiht. Unglücklicherweise sorgte meine nachlässige Tischlerei für einen Joint, der unter den gewaltigen Kräften des Skateboardens zerbrechen könnte. Obwohl es nie brach, beugte sich das Gelenk für meine Bedürfnisse zu stark. Also ging ich mit einem einzigen Körper für den Kleiderbügel. Und wie ich bereits erwähnt habe, benötigte dieser Aufhänger einen Stahlachseinsatz.

Um die Kosten niedrig zu halten, habe ich Längen aus „Extra-Strength“- oder „Fatigueproof“1144-Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt gekauft. Ich habe mich aus mehreren Gründen für diesen Stahl entschieden:Streckgrenze von 125.000 psi, sehr gut bearbeitbar, keine Wärmebehandlung erforderlich, hohe Schlagzähigkeit und sehr niedrige Kosten bei McMaster. Scheint perfekt für eine handgefertigte Achse zu sein.

Da ich meine Achse nicht in den Aufhänger gegossen oder eine spezielle gerippte Achse verwendet habe (wie bei vielen LKW-Herstellern), habe ich die Welle in den Rest des Aufhängers eingekerbt, um sie axial und rotatorisch zu beschränken, wodurch eine Art seitliche Keilnut entsteht. Das Schneiden der Keilnut erwies sich mit Hilfe dieses individuell bedruckten Werkzeugs als sehr einfach:

Mit dieser Keilnutlehre konnte ich die Stange gegen den Bandsägentisch halten und im Schraubstock ohne Verrutschen befürchten zu müssen, sowie den Ausschnitt im Halter als Anhaltspunkt zu verwenden, um die richtigen Keilnutmaße zu erhalten, ohne langsam an meine Maße heranschleichen zu müssen. Ich habe einfach mit der Bandsäge grob geschnitten und dann gefeilt, bis ich das Nylon der Schablone treffe.

Dann schneide ich, immer noch mit dem Halter, die Fäden an jedem Ende der Achse ab, stecke dann die Stange in einen Bohrer und schleife die scharfe Kante des Gewindes leicht ab. Voila, Achse komplett.

Ich bereitete den 3D-gedruckten Teil des Aufhängers vor, indem ich einfach die Stützen abriss, auf die ich zugreifen konnte, und die Stützen im Loch für die Achse ausbohrte. Dann musste ich die Achse in das Loch hämmern, und dazu wollte ich das gedruckte Teil fest in einen Schraubstock greifen. Dazu brauchte ich einen weichen Kiefer, um die Vorderseite des Kleiderbügels zu halten, der ziemlich einfach in CAD modelliert und dann über Nacht problemlos gedruckt werden konnte. Nach dem Einsetzen der Achse habe ich nur noch den Schlüssel (ebenfalls aus kohlefaserverstärktem Onyx gedruckt) eingeschlagen und der Hanger war fahrbereit!

Montage

Die Herstellung der Grundplatte war viel weniger aufwendig, da sie keine Stahlverstärkung beinhaltet. Alles, was ich tun musste, war, es auszudrucken und den handelsüblichen Pivot-Becher einzusetzen. Dann habe ich den Rest der Achse zusammengebaut, wie Sie es bei jeder Skateboard-Achse tun würden:Kingpin einsetzen, Buchsen und Aufhänger aufschieben, dann alles mit einer Kontermutter aus Nylon nach unten drehen. Und das ist der gesamte Aufbau! Eine kleine Handbearbeitung leicht gemacht mit Hilfe einiger 3D-gedruckter Vorrichtungen und Vorrichtungen zusammen mit einem funktionalen 3D-gedruckten LKW. Wenn Sie weitere Projekte mit dem Mark Two sehen möchten, teilen Sie uns dies über Twitter, Facebook oder LinkedIn mit!