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使用3D打印維修小眾車型的空調系統齒輪

發布者:匿名 2018-08-22 瀏覽量:1654

半個月之前接到一位朋友的抱怨,說他的車空調里冷熱風翻板電機齒輪壞了,車是福特穩達,十年前的進口車,全國保有量也就剩二百臺了。而這個零件,不是已經損壞,就是在走向損壞的路上。拆車件根本用不住,新零件更是難以尋覓。眼瞅著夏天快到了,到了用空調的季節,這樣總不是個事。




翻板電機損壞后,想切換冷熱風就得手動了。

拆出翻板電機準備維修

損壞的就是這么個齒輪,維修現場手機拍攝,畫質欠妥請見諒

直觀的尺寸比例

對損壞齒輪進行測量,齒面總寬13mm,大輪30齒0.5模數斜角5°,小輪10齒0.5模數,中軸直徑2.05mm。且不說車子小眾,單是在各種電子器材店、模型店找尋一番,均無所獲。

傳統的制造模式采用注塑成型,需要根據零件外形先開模具,修模一到兩次,然后進行注塑加工。若沒有合適的組合模具,單獨開模的價格可能破萬。而采用消失?;蚱渌蔫T型模來制造,又容易造成較大的尺寸公差,影響嚙合狀態,甚至無法使用。

然而必須要開模具才能制造這個零件嗎?

殺雞焉用牛刀!

我們決定嘗試近些年風頭正熱的3D打印,看看經過這些年的發展,民用領域的3D打印技術能否滿足這類稀缺零件的制造要求。

首先我們對齒輪進行了3D建模,并轉化為高精度STL格式。

看到之前的測量可能有朋友會問,一把數顯卡尺能完成這種齒輪的測量嗎?答案是可以的。首先,中軸是過盈配合,軸徑標準2mm,以2mm設計,留0.1mm加工量。齒面則根據美標進行漸開線齒面繪制,只需確定齒數、模數、齒面寬即可確定一個齒輪,齒數可直接數出,通過外徑和齒數可簡單計算出模數,齒面寬可直接測量。


至此我們就完成了齒輪的三維建模。

有了STL格式的3D文件后,就可以上傳給制造商進行制造。

為避免廣告嫌疑,僅體現提交過程。

進入制造商網站主頁面,上傳3D文件后,可同時看到渲染文件和相關數據。并且附帶報價和工時。由于我們所需要的是汽配零件,考慮其工作環境溫差較大,且具備一定負荷,所以選擇了尼龍和玻璃纖維材質,各制作兩個。這兩種材質的耐熱溫度都能到達140℃以上,相比普通樹脂更適合車上的工況,強度也更高。


制造工藝為SLS粉末選擇性激光燒結工藝,通過一層一層的鋪粉燒結,最后獲得需要形狀的制件。

下單并付款后4天就收到了零件,尼龍齒輪每個20元,玻璃纖維齒輪每個30元。

左邊兩個為玻璃纖維材質,右邊兩個為尼龍材質,中間為原損壞齒輪,尼龍材質。齒面制作效果較好,強度和尺寸與原齒輪比相差無幾。故僅需進行簡單修磨。

中軸孔修磨后裝車,正常嚙合,達到了原零件相同的使用效果。

裝車過程因過于激動未攜帶拍攝設備,現場圖片欠奉。

今后的日子里我們將跟蹤使用效果和使用壽命,以考驗3D打印工藝制造的易損件的實用性。

一個小小的齒輪,并不能代表什么產業革新,然而新型的快速微量制造工藝,必將在一些特定部件制造上體現應有的價值。
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