Master 3D Printing Gears:Expertentipps und vollständiger Leitfaden

In diesem Tutorial erfahren wir alles, was wir über 3D-Druck-Zahnräder wissen müssen, Tipps und Tricks, die ich mir durch den 3D-Druck einiger Zahnräder und Dutzende Tests damit angeeignet habe.

Sie können sich das folgende Video ansehen oder das untenstehende schriftliche Tutorial lesen.

Wir besprechen, welche Art von Zahnrad sich im Hinblick auf Festigkeit, Effizienz und Spiel am besten für den 3D-Druck eignet:Stirnrad-, Schräg- oder Fischgrätengetriebe.

Wie sich das Modul des Zahnrads auf seine Leistung auswirkt, wie sich die Füllung des Drucks auf die Festigkeit des Zahnrads auswirkt und welches Material für 3D-gedruckte Zahnräder am besten geeignet ist.

Ich habe sechs verschiedene Materialien getestet:PLA, PLA-CF, ABS, PETG, ASA und Nylon. Wir werden herausfinden, welches das stärkste ist, indem wir Festigkeitstests bis zum Versagen durchführen.

Stirnrad vs. Schrägverzahnung vs. Fischgrätengetriebe

Also gut, vergleichen wir zunächst die verschiedenen Arten von Zahnrädern:Stirnräder, Schrägverzahnungen und Fischgrätenräder.

Stirnräder sind die einfachste Art von Zahnrädern und verfügen über gerade Zähne, die parallel zur Zahnradachse angebracht sind. Die Zähne von Schrägverzahnungen hingegen sind in einem Winkel relativ zur Zahnradachse angeordnet. Fischgrätenzahnräder sind eine Kombination aus zwei gegenläufigen Schrägverzahnungen mit Rechts- und Linksschrägung.

In der Praxis oder in der Industrie sind Stirnräder in der Regel die erste Wahl, wenn es um die Auswahl von Zahnrädern geht, da sie am einfachsten und kostengünstigsten herzustellen sind. Hinzu kommt, dass die Herstellung von Schrägverzahnungen schwieriger und teurer ist. Und schließlich sind die Fischgrätenzahnräder am komplexesten und teuersten in der Herstellung.

In der Welt des 3D-Drucks ist die Herstellung oder Fertigung bzw. der 3D-Druck jedoch für jede dieser drei Arten von Zahnrädern genau gleich und so einfach wie es nur geht.

Ein 3D-Drucker kann problemlos jedes Zahnprofil drucken und Schicht für Schicht das Zahnrad formen. In diesem Vergleich werden die Herstellungskosten also nicht berücksichtigt, aber werfen wir einen Blick auf die anderen Vor- und Nachteile, die jeder Zahnradtyp hat.

Stirnräder sind der effizienteste Getriebetyp, da sie beim Einlegen der Gänge die geringste Kontaktfläche haben. Die Kontaktfläche ist eine gerade Linie und tritt bei jedem Eingriff der Zähne plötzlich auf.

Dieser plötzliche Kontakt ist jedoch die negative Seite der Stirnräder, da er eine Stoßbelastung auf die Zähne verursacht. Dies beeinträchtigt die Belastbarkeit und Haltbarkeit des Getriebes und führt zu erhöhtem Lärm und Vibrationen.

Andererseits sorgen Schrägverzahnungen für einen sanfteren und leiseren Betrieb, haben eine bessere Tragfähigkeit, eine längere Lebensdauer und können bei höheren Geschwindigkeiten eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass der Kontakt zwischen den ineinandergreifenden Zähnen allmählich erfolgt.

Es beginnt als Punkt, wird allmählich zu einer Linie und lebt dann als Punkt weiter. Darüber hinaus verfügen sie im Vergleich zu Stirnrädern an jedem Punkt über eine größere Kontaktfläche. Wir können an dieser Demo erkennen, dass bei der Kraftübertragung immer drei oder zwei Zähne im Eingriff sind, während bei Stirnrädern zwei oder irgendwann nur ein Zahn die gesamte Last trägt.

Doch wie die meisten Dinge im Leben haben all diese Eigenschaften von Schrägverzahnungen ihren Preis, und zwar die Einleitung von Axialkräften aufgrund der geneigten Zähne.

Abhängig vom Schrägungswinkel, der zwischen 15 und 25 Grad liegt, kann eine erhebliche Axialkraft auftreten, die bei der Auslegung des Getriebesystems berücksichtigt werden muss. Das können wir an diesem Test deutlich erkennen.

Wenn ich eine Radialkraft auf das Zahnrad ausübe, entsteht eine Axialkraft, die dazu neigt, das Zahnrad aus seiner Position zu bewegen.

Um diese Axialkraft zu vermeiden, gibt es das Fischgrätengetriebe, bei dem es sich im Wesentlichen um zwei gegenläufige Schrägverzahnungen mit Links- und Rechtsschrägung handelt.

Auf diese Weise heben sich die auftretenden Axialkräfte auf und wir haben alle tollen Eigenschaften der Schrägverzahnung, ohne dass eine Axialkraft auf die Zahnräder einwirkt. Aber andererseits haben wir noch einen weiteren Nachteil, und zwar die Schwierigkeit beim Zusammenbau des Getriebesystems. Bei Stirn- und Schrägverzahnungen können wir die Zahnräder einfach einschieben, und sie fangen an, ineinanderzugreifen, selbst wenn sich eines davon dreht.

Mit Fischgrätenzahnrädern können wir das nicht machen. Wir sollten zuerst die Zahnräder ineinander greifen und sie dann gleichzeitig auf die Wellen aufsetzen oder die Wellen anschließend einsetzen.

Getriebe entwerfen

Lassen Sie uns nun jedoch die 3D-gedruckten Zahnräder auf die Probe stellen und sehen, welche Ergebnisse wir mit jedem Typ erzielen werden.

Für die Gestaltung der Zahnräder habe ich Onshape verwendet. Onshape ist ein professionelles CAD- und PDM-System und bietet Ingenieuren und ihren Unternehmen jetzt bis zu 6 Monate kostenlose Nutzung der professionellen Version an.

Mit dem benutzerdefinierten FeatureScript namens „Spur Gear“ können wir ganz einfach Zahnräder erstellen. Wir können das Modul des Zahnrads, die Anzahl der Zähne, die Zahnradbreite sowie die Hinzufügung von Fase und Mittelbohrung wählen. Wir können das Zahnrad auch als Schrägzahnrad auswählen und den Schrägungswinkel sowie die Ausrichtung des Zahnrads (links oder rechts) auswählen.

Für ein Fischgrätenzahnrad müssen wir nur die Option „Doppelhelix“ auswählen. Es besteht auch die Möglichkeit, dem gesamten Zahnradprofil einen Versatz hinzuzufügen, was beim 3D-Druck sehr hilfreich ist.

Ich habe meinen neuen Creality K1C 3D-Drucker verwendet, um alle Zahnräder für dieses Video zu drucken. Beim 3D-Druck von Zahnrädern oder anderen Dingen, bei denen die Maßhaltigkeit gewährleistet sein soll, müssen wir die Funktion „Horizontale Expansion“ in unserer Slicing-Software verwenden.

Diese Funktion kompensiert die Ausdehnung des Filaments und in meinem Fall habe ich einen Wert von -0,15 mm verwendet, aber Sie sollten einige Testdrucke machen, um zu sehen, welcher Wert für Ihren 3D-Drucker geeignet ist.

Auch beim 3D-Druck von Zahnrädern ist es besonders wichtig, den Elefantenfußeffekt zu vermeiden. Das passiert, wenn das Bett nicht richtig nivelliert ist. Die Düse befindet sich beim Drucken der ersten Schicht zu nah am Bett, wodurch das Material komprimiert wird und die ersten paar Schichten des Teils nicht maßhaltig sind.

Dies wirkt sich direkt auf die Leistung der Zahnräder aus. Um dies zu vermeiden, sollten wir die Bettnivellierung anpassen oder im Slicer den Gcode-Versatzwert anpassen. Natürlich müssen wir einige Testdrucke durchführen, um herauszufinden, welcher Wert für unseren Drucker geeignet ist. In meinem Fall war das ein Wert von 0,1 mm, und so kamen die Zahnräder perfekt heraus.

Es gibt auch eine andere Möglichkeit, den Elefantenzahneffekt zu vermeiden, nämlich die Zahnräder mit einem Steg unter dem Teil zu drucken, aber auch hier müssen Sie Testdrucke durchführen, um die richtigen Einstellungen herauszufinden. Falls Sie es nicht hinbekommen, können Sie die Kanten des Zahnrads auch von Hand anfasen.

Wie auch immer, ich möchte mich bei Creality dafür bedanken, dass es mir diesen 3D-Drucker zur Verfügung gestellt hat. Der Creality K1C ist wirklich ein toller 3D-Drucker, ein Komplettpaket mit vielen Funktionen und toller Druckqualität bei hohen Geschwindigkeiten. Schauen Sie es sich an:Creality USA Store; EU-Shop; Amazon.

Test Nr. 1 – Geräuschpegel und Effizienz

Ok, jetzt wollen wir sehen, wie sich die Zahnräder verhalten. Dies ist der erste Testaufbau. Ich habe einen 12V-Gleichstrommotor, an dem ich ein Zahnrad mit 20 Zähnen und einem Modul von 2,5 angebracht habe.  Dieses Zahnrad treibt ein anderes Zahnrad mit der gleichen Zähnezahl an, und von hier aus können wir zwei Dinge beobachten:den Geräuschpegel, den die Zahnräder erzeugen, und ihre Effizienz. Die dem Gleichstrommotor zugeführte Spannung ist für jeden Getriebetyp gleich, sodass wir den zum Betrieb der Getriebe erforderlichen Stromverbrauch und damit deren Effizienz verfolgen können.

Erstens erzeugten die Stirnräder einen Geräuschpegel von rund 77 dB und der Stromverbrauch lag zwischen 5,36 W und 5,61 W. Als nächstes lag der Geräuschpegel der Schrägverzahnungen bei etwa 75 dB und der Stromverbrauch zwischen 5,61 W und 5,85 W. Schließlich lag der Geräuschpegel des Fischgrätengetriebes bei etwa 74 dB und der Stromverbrauch zwischen 5,61 W und 6,1 W.

Die Ergebnisse, die wir erhalten haben, stimmen also mit dem überein, was wir zuvor über jeden Zahnradtyp besprochen haben. Die Stirnräder verbrauchen am wenigsten Strom, sind also die effizienteste, aber auch die lauteste Bauart. Das Stirnradgetriebe und das Fischgrätengetriebe waren weniger effizient, aber leiser.

Test Nr. 2 – Spiel

Als nächstes verwenden wir zum Testen des Spiels und der Festigkeit der Zahnräder den folgenden Aufbau. Ein Zahnrad wird mit 4 Schrauben befestigt und das andere kann sich mit zwei daran befestigten Lagern drehen. Die Zahnräder haben ein Modul von 2,5 und sind alle mit den gleichen Einstellungen 3D-gedruckt. 

Zuerst teste ich das Spiel oder wie viel Spiel oder Spalt zwischen den beiden ineinandergreifenden Stirnrädern besteht. Es bestand ein Gesamtspiel in beide Richtungen von ca. 2,5mm bei einem Abstand von 10cm.

Als nächstes zeigten die Schrägverzahnungen bessere Ergebnisse. Es gab insgesamt ein Spiel in beide Richtungen von etwa 1,5 mm bei 10 cm. Und bei den Fischgräten-Zahnrädern gab es insgesamt ein Spiel in beide Richtungen von ca. 1,8mm bei 10cm.

Auch hier entsprachen die Ergebnisse den Erwartungen:Die Stirnräder hatten im Vergleich zu den Stirnrad- und Fischgrätenrädern ein größeres Spiel. 

Da ich jedoch das Gefühl hatte, dass diese Tests zu einfach waren, um einen richtigen Vergleich anzustellen, beschloss ich, einen anderen Testaufbau zu erstellen. Ich habe ein vierstufiges Untersetzungsgetriebe mit einem Untersetzungsverhältnis von 16:1 gebaut, ein häufigeres Szenario für die Verwendung von Zahnrädern.

Test Nr. 3 – 16:1 Geschwindigkeitsreduzierer

Die Idee hier war also, einen NEMA 17-Schrittmotor zu verwenden und in vier Stufen mit einem Untersetzungsverhältnis von 2:1 ein Gesamtuntersetzungsverhältnis von 16:1 zu erreichen. Die Antriebsräder haben 17 Zähne, die Abtriebsräder 34 Zähne. Das Modul der Zahnräder beträgt 1,5.

Das Stirnradgetriebe hatte am Abtrieb in einem Abstand von 10 cm ein freies Spiel von etwa 2,5 mm. Genauer gesagt habe ich mit dem Kraftmesser auf jeder Seite eine bestimmte Kraft ausgeübt und die Verschiebung an diesem Punkt erfasst. Ich habe eine Kraft von 5 N als Referenz genommen und werde diese auch für die anderen Getriebetypen verwenden.

Auf diese Weise habe ich ein Gesamtspiel an der Stange von 4,4 mm bei einem Abstand von 10 cm erhalten. Um diese Messungen in der Spieleinheit Bogenminuten auszudrücken, können wir zunächst den Verschiebungswinkel Alpha berechnen. Wir machen das mit Hilfe einer einfachen Trigonometrie und der Winkel beträgt etwa 2,52 Grad. Eine Bogenminute ist 1/60 Grad. Das Spiel dieses Stirnradgetriebes beträgt also etwa 151 Bogenminuten. 

Das Stirnradgetriebe hatte eine Gesamtverdrängung von etwa 5,1 mm, umgerechnet in Bogenminuten sind das 175 Bogenminuten. 

Das Fischgrätengetriebe hatte eine Gesamtverschiebung von etwa 4,9 mm, was etwa 168 Bogenminuten Spiel entspricht. 

Diese Ergebnisse standen nun im Gegensatz zu den ersten Tests. Hier zeigten die Stirnräder bessere Spielergebnisse als die beiden anderen Typen. Ich meine, ich kann ein paar Gründe nennen, warum das so ist. Wir können feststellen, dass sich die Wellen des Getriebes bei Krafteinwirkung leicht verschieben, da sie nur auf einer Seite abgestützt sind, was sich auf die Ergebnisse auswirkt.

Eine weitere Sache ist, dass zwischen den Lagern und den Zahnrädern etwas Spiel vorhanden ist. Es ist tatsächlich schwierig, Teile in 3D zu drucken, die perfekt zu einigen mechanischen Teilen passen. Ich habe versucht, etwas Klebeband an den Lagern anzubringen, um das Spiel zu verringern und das Spiel zu verringern.

Es hat geholfen; Die Gänge sind enger geworden, aber es gibt keine Garantie dafür, dass sie bei jedem Gang gleich sind. Natürlich können wir die Löcher für die Lager verkleinern und das Lager dann mit etwas Kraft in das Zahnrad einsetzen, aber das könnte sich negativ auf die Effizienz auswirken. Es gibt keine Möglichkeit, die beiden Lager mit Gewalt genau auf die gleiche Achse zu bringen, und das führt zu mehr Widerstand, wenn sich das Zahnrad dreht.

Test Nr. 4 – Reduzierereffizienz

Wie auch immer, um die Effizienz des Getriebes zu messen, habe ich gemessen, wie viel Kraft oder Drehmoment das Getriebe bei gleichem Spannungsniveau des Schrittmotors erzeugen wird.

Mit den Stirnrädern habe ich eine maximale Kraft von etwa 32 N erhalten. Die maximale Kraft für das Stirnradgetriebe betrug 28 N und für die Fischgrätenräder 30,4 N. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Stirnradgetriebe der effizienteste Typ sind, aber auch hier liegen sie alle zu nahe beieinander.

Welcher 3D-gedruckter Zahnradtyp ist stärker?

Um die Festigkeit der Zahnräder zu testen, ziehe ich als nächstes mit meinem Kraftmesser eine am Zahnrad befestigte Stange in einem Abstand von 20 cm nach unten und schaue, wann das Zahnrad kaputt geht.

Das Stirnrad brach bei einer Kraft von 190 N oder einem Drehmoment von 38 Nm. Das ist ziemlich viel, aber wenn wir uns das Zahnrad genauer ansehen, können wir feststellen, dass es nicht an der Verzahnung gescheitert ist, sondern an der Innenseite oder der Füllung des Zahnrads.

Da ich jedes Zahnrad mit den gleichen Filament- und Slicing-Einstellungen gedruckt habe, habe ich für jeden Zahnradtyp ähnliche Ergebnisse erzielt.

Das Schrägstirnrad brach bei einer Kraft von 213 N oder 42,6 Nm und das Fischgrätenrad bei einer Kraft von 152 N oder 30,4 Nm Drehmoment. 

Um aussagekräftigere Ergebnisse zu erhalten und herauszufinden, wie sich der Zahnradtyp wirklich auf die Stärke des Zahnrads auswirkt, musste ich die Zähne des Zahnrads schwächer machen. Die Stärke des Zahnrads ist direkt proportional zur Breite und zum Modul des Zahnrads.  Also habe ich neue Zahnräder mit einem unteren Modul von 2 und einer Breite von 12 mm in 3D gedruckt.

Außerdem habe ich den Abstand von der Drehachse auf 30 cm vergrößert, damit ich ihn leichter nach unten ziehen kann.

Jetzt versagte das Stirnrad bei einer Kraft von 116 N oder einem Drehmoment von 34,8 Nm an den Zähnen, anstatt das gesamte Zahnrad zu zerbrechen.

Allerdings können wir hier feststellen, dass sich die vier Schrauben, die das feste Zahnrad halten, unter der Krafteinwirkung etwas verbogen haben, wodurch sich der mittlere Abstand zwischen den Zahnrädern etwas vergrößert hat. Dies führte dazu, dass der Lastkontakt ganz oben auf den Zähnen lag, was tatsächlich die Festigkeit der Zähne verringerte, aber das ist in Ordnung, da das gleiche Szenario für die anderen Zahnradtypen gilt und die Ergebnisse daher vergleichbar sind.

Das Stirnradgetriebe versagte bei einer Kraft von 112 N bzw. 34 Nm Drehmoment, was dem Stirnradgetriebe recht ähnlich ist. 

Die Fischgrätenausrüstung zeigte in diesem Test erwartungsgemäß das beste Ergebnis. Bei einer Kraft von 120 N bzw. 36 Nm Drehmoment versagte es.

Der Unterschied in der Stärke zwischen den drei Getriebetypen ist also nicht so groß, aber dennoch erkennbar. Wir können sagen, dass die Fischgräten-Ausrüstung die stärkste ist.

Wie dem auch sei, die Ergebnisse liegen bei allen drei Getriebetypen recht nahe beieinander. Der einzige Unterschied, den ich zwischen ihnen wirklich bemerken konnte, war das 16:1-Untersetzungsgetriebe, und das ist der Vibrationspegel.

Allerdings konnte ich dies sehr subjektiv nur feststellen, indem ich die Ausgabeleiste berührte, während sie sich mit maximaler Geschwindigkeit drehte. Die Stirnräder hatten ein deutlich höheres Vibrationsniveau. Die Schrägverzahnung und die Fischgrätenverzahnung waren viel sanfter.

Urteil

Mein abschließendes Urteil darüber, welcher Zahnradtyp für den 3D-Druck am besten geeignet ist, lautet also wie folgt. Vermeiden Sie Stirnräder, verwenden Sie nach Möglichkeit Fischgrätenräder und verwenden Sie bei Schrägverzahnungen Kugellager, die Axialkräfte aufnehmen können. Das ist es!

Welches Modul für 3D-gedruckte Zahnräder?

Sehen wir uns nun an, wie sich das Modul auf die Getriebeleistung auswirkt. Der Modul des Zahnrads definiert die Größe der Zähne und des Zahnrads selbst. Hier habe ich Zahnräder mit fünf verschiedenen Modulen von 1 bis 2,5 in 3D gedruckt.

Als erstes werden die Zahnräder mit Modul 1 und 50 Zähnen getestet. Sie sind alle Fischgräten-Zahnräder und mit den gleichen Einstellungen gedruckt. Die Zahnräder versagten bei einer Kraft von 98,3 N bzw. einem Drehmoment von 29,5 Nm. An beiden Zahnrädern waren die Zähne abgebrochen.

Als nächstes folgen die Zahnräder mit Modul 1,25 und 40 Zähnen. Ich ändere die Anzahl der Zähne, damit sich die Größe des Zahnrads entsprechend dem Prüfstand ändert, der einen festen Mittenabstand zwischen den Zahnrädern hat. Diese Zahnräder versagten bei einer Kraft von 126 N bzw. einem Drehmoment von 37,8 Nm.

Die Zahnräder mit einem Modul von 1,5 und 33 Zähnen versagten bei einer Kraft von 108 N bzw. einem Drehmoment von 32,4 Nm. Allerdings gab es hier beim festen Zahnrad eine ziemliche Verschiebung, und der Druck wurde bis ganz nach oben auf die Zähne verlagert. Das liegt daran, dass die Schrauben bereits bei den vorherigen Tests, die ich an diesem Gerät durchgeführt habe, verbogen waren, den Materialfestigkeitstests, die wir später sehen werden.

Dieses Rig ist nur für Zahnräder mit Modul 1,5 geeignet, da ich mit diesem Modul einen Mittenabstand von 49,5 mm erreichen konnte, und mit allen anderen Modulen, 1, 1,25, 2 und 2,5, konnte ich durch die Änderung der Zähnezahl einen festen Mittenabstand von 50 mm erreichen.

Als nächstes brachen die Zahnräder mit einem Modul von 2 und 25 Zähnen bei einer Kraft von 149 N oder einem Drehmoment von 44,7 Nm.

Die Zahnräder mit einem Modul von 2,5 und 20 Zähnen versagten bei einer Kraft von 121 N bzw. einem Drehmoment von 36,3 Nm. Tatsächlich ist hier das ganze Zahnrad gebrochen und nicht die Zähne, weil die Füllung bei diesem Zahnrad wohl 30 % betrug. Ich habe ein weiteres Zahnrad mit 45 % Füllung in 3D gedruckt, und dieses versagte auf ähnliche Weise bei einer Kraft von 124 N.

Dann habe ich ein weiteres in 3D gedruckt, dieses Mal mit 100 % Füllung. Jetzt hat es nicht das ganze Getriebe kaputt gemacht. Es brach an den Zähnen, aber mit der exakt gleichen Kraft von 124 N.

Das ergab keinen Sinn, es hätte stärker sein sollen, aber das Problem lag meiner Meinung nach darin, dass ich für diese Ausrüstung eine ältere Spule mit dem gleichen blauen Filament verwendet habe. Das kann einen Unterschied machen, je nachdem, wie alt oder feucht das Filament beim 3D-Drucker war. Außerdem hat jede PLA-Filamentmarke eine unterschiedliche Stärke, und selbst die gleiche Marke, aber eine andere Farbe, macht einen Unterschied in der Stärke des Materials. Deshalb habe ich ein weiteres Zahnrad mit 100 % Füllung in 3D gedruckt, dieses Mal mit dem Creality Hyper PLA-Filament. Nun brach das Zahnrad an den Zähnen und bei einer Kraft von 156,4 N bzw. 47 Nm Drehmoment.

Um diese Tests zusammenzufassen:Je größer das Modul oder die Zähne der Zahnräder, desto stärker sind sie. Ich meine, das ist offensichtlich und logisch.

Das Gleiche gilt für die Breite des Zahnrads. Wenn wir eine stärkere Ausrüstung wünschen, können wir auch die Breite der Ausrüstung erhöhen.

Die Füllung des Getriebes trägt ebenfalls zur Festigkeit des Getriebes bei. Ich empfehle beim 3D-Druck von Zahnrädern eine Füllung von mindestens 35 % und bei Bedarf bis zu 100 % Füllung. Die wahrscheinlich wichtigere Einstellung ist jedoch die Anzahl der Wandlinien, für die ich 5 oder mehr empfehle.

Welches Material ist für 3D-gedruckte Zahnräder am stärksten?

Lassen Sie uns abschließend herausfinden, welches Material für den 3D-Druck von Zahnrädern am stärksten ist. Für diesen Test verwende ich Stirnräder mit einem Modul von 1,5.

Als erstes kommt das PLA-Filament auf den Prüfstand. Die Zahnräder brachen bei einer Kraft von 116,9 N oder 35 Nm.

Der nächste Zahnradsatz ist aus PLA-Carbonfaser-Filament von Creality gedruckt. Diese Zahnräder sind 111 N ausgefallen.

Als nächstes kommt ABS-Filament. Dieser versagte bei einer Kraft von etwa 90 N. Allerdings geschah dies im Vergleich zu PLA langsamer. Das ABS hält einer gewissen Biegung oder Verformung stand, bevor es bricht, was in manchen Fällen eine gute Eigenschaft ist.

Dann brachen die ASA-Filamentzahnräder bei einer Kraft von 120,9 N. Die ASA verhielten sich wie eine Kombination aus PLA und ABS, sie waren so stark wie die PLA, sogar 4N stärker, mussten aber immer noch ein wenig Biegung oder Verformung erfahren, bevor sie wie die ABS brachen.

Als nächstes versagten die PETG-Filamentzahnräder bei einer Kraft von 87,2 N. Auch dieser hatte eine leichte Verformung, bevor er brach.

Zuletzt habe ich versucht, die Zahnräder mit Nylon oder PA zu drucken. Dieses Material ist am schwierigsten zu drucken, aber der Creality K1C hat es geschafft.

Allerdings sind die Ergebnisse sehr, sehr schlecht. Die Zahnräder versagten bei einer Kraft von 66 N, aber ich glaube nicht, dass das die wahre Stärke eines richtigen Nylonfilaments ist. Ich habe das vor etwa einem Jahr von einer unbekannten Quelle gekauft, es ist ziemlich schlecht.

Insgesamt waren die Ergebnisse, die ich bei diesem Test erhalten habe, ziemlich genau und stimmten mit dieser Filament-Eigenschaftstabelle von Simplyfy3D überein.

Die PLA-Zahnräder hatten die größte Festigkeit, aber auch die größte Steifigkeit. Andererseits weisen die ASA-Getriebe die gleiche Festigkeit wie das PLA auf, weisen jedoch eine geringere Steifigkeit auf, genau wie das ABS.

Haltbarkeit

Was nun die Haltbarkeit der Materialien betrifft, wollte ich einen Haltbarkeitstest mit dem 16:1-Untersetzer-Setup durchführen und herausfinden, welches Material für 3D-gedruckte Zahnräder am haltbarsten ist, aber es ist mir nicht gelungen.

Ich habe mit den Tests begonnen, aber die Gänge waren überraschend gut und konnten den Test auch nach etwa einer Stunde Schleudern nicht bestehen, selbst bei einer erheblichen Belastung an der Ausgangsstange. Der Test war zu laut und mein aktuelles Studio oder meine Werkstatt erlaubten es mir nicht, diesen Test ordnungsgemäß oder lange genug durchzuführen.

Wie auch immer, ich werde in Zukunft versuchen, diesen Haltbarkeitstest durchzuführen, und die Ergebnisse werde ich in der Beschreibung dieses Videos und im Website-Artikel veröffentlichen.

Im Moment können Sie die oben genannte Tabelle als Referenz verwenden, da sie auch mit meinen Tests übereinstimmt. Ich werde in der Beschreibung auch einen Link einfügen.

Ich hoffe, Ihnen hat dieses Tutorial gefallen und Sie haben etwas Neues gelernt