3D-prints testen tot hun limieten. Deze tandwielkast is voor 95% 3D-geprint en is in staat om een Ford Focus vooruit te trekken!
Deze tandwielkast is volledig door ons ontworpen en bestaat voor 95% uit 3D-geprinte onderdelen. Behalve enkele stalen assen en wat bouten en moeren zijn alle tandwielen en de behuizing volledig 3D-geprint.
De gebruikte 3D-print techniek is FDM (Fused Deposition Modeling), hierbij word een kunststof draad (filament) gesmolten en laag per laag op elkaar gestapeld om zo tot een 3D object te bekomen.
Het gebruikte materiaal voor dit prototype is PLA. Deze heeft een relatieve lage treksterkte in vergelijking met andere performantere materialen zoals bv Nylon, Polycarbonaat, ABS etc. Desondanks de lagere sterkte van het materiaal hebben we toch een koppel kunnen bereiken van 132kg*cm (~13 Nm) en was de beperkende factor niet het materiaal zelf, maar het koppel van de 36V DC motor (desondanks de reductie van 162:1).
Dit relatief hoge koppel hebben we kunnen bereiken door enkele specifieke ontwerpkeuzes. Zo maakt deze tandwielkast geen gebruik van rechte tandwielen (spur gears) maar van tanden die onder een hoek staan van 30° (double helical gears of herringbone gears). Deze hoek maakt dat de krachten geleidelijk aan overgedragen van de ene naar de andere tand. Dit zorgt er ook voor dat de tandwielen minder lawaai produceren. Verder is er ook gekozen voor een relatieve hoge tand module (verhouding tussen tandgrootte en de diameter van het tandwiel). Deze grovere tanden kunnen met meer perimeters (wanden) geprint worden wat ook resulteert in sterkere tandwielen.
In de video hieronder kan je het volledige project bekijken.