Testez les impressions 3D jusqu'à leurs limites. Cette boîte de vitesses est imprimée en 3D à 95% et est capable de faire avancer une Ford Focus !
Cette boîte de vitesses a été entièrement conçue par nos soins et est composée à 95% de pièces imprimées en 3D. À l'exception de quelques axes en acier et de quelques boulons et écrous, tous les engrenages et le boîtier sont entièrement imprimés en 3D.
La technique d'impression 3D utilisée est la FDM (Fused Deposition Modeling), où un fil de plastique (filament) est fondu et empilé couche par couche pour former un objet 3D.
Le matériau utilisé pour ce prototype est le PLA. Celui-ci a une résistance à la traction relativement faible par rapport à d'autres matériaux plus performants comme le Nylon, le Polycarbonate, l'ABS, etc. Malgré la résistance inférieure du matériau, nous avons pu atteindre un couple de 132kg*cm (~13 Nm) et le facteur limitant n'était pas le matériau lui-même, mais le couple du moteur CC 36V (malgré la réduction de 162:1).
Nous avons pu atteindre ce couple relativement élevé grâce à quelques choix de conception spécifiques. Par exemple, cette boîte de vitesses n'utilise pas d'engrenages droits (spur gears) mais des dents inclinées à 30° (engrenages hélicoïdaux doubles ou engrenages à chevrons). Cet angle permet aux forces d'être transmises progressivement d'une dent à l'autre. Cela réduit également le bruit des engrenages. De plus, une module de dent relativement élevée (rapport entre la taille de la dent et le diamètre de l'engrenage) a été choisie. Ces dents plus épaisses peuvent être imprimées avec plus de périmètres (parois), ce qui donne des engrenages plus solides.
Dans la vidéo ci-dessous, vous pouvez visionner le projet complet.