使用3D打印维修小众车型的空调系统齿轮

发布者:匿名 2018-08-22 浏览量:2242

半个月之前接到一位朋友的抱怨,说他的车空调里冷热风翻板电机齿轮坏了,车是福特稳达,十年前的进口车,全国保有量也就剩二百台了。而这个零件,不是已经损坏,就是在走向损坏的路上。拆车件根本用不住,新零件更是难以寻觅。眼瞅着夏天快到了,到了用空调的季节,这样总不是个事。




翻板电机损坏后,想切换冷热风就得手动了。

拆出翻板电机准备维修

损坏的就是这么个齿轮,维修现场手机拍摄,画质欠妥请见谅

直观的尺寸比例

对损坏齿轮进行测量,齿面总宽13mm,大轮30齿0.5模数斜角5°,小轮10齿0.5模数,中轴直径2.05mm。且不说车子小众,单是在各种电子器材店、模型店找寻一番,均无所获。

传统的制造模式采用注塑成型,需要根据零件外形先开模具,修模一到两次,然后进行注塑加工。若没有合适的组合模具,单独开模的价格可能破万。而采用消失模或其他的铸型模来制造,又容易造成较大的尺寸公差,影响啮合状态,甚至无法使用。

然而必须要开模具才能制造这个零件吗?

杀鸡焉用牛刀!

我们决定尝试近些年风头正热的3D打印,看看经过这些年的发展,民用领域的3D打印技术能否满足这类稀缺零件的制造要求。

首先我们对齿轮进行了3D建模,并转化为高精度STL格式。

看到之前的测量可能有朋友会问,一把数显卡尺能完成这种齿轮的测量吗?答案是可以的。首先,中轴是过盈配合,轴径标准2mm,以2mm设计,留0.1mm加工量。齿面则根据美标进行渐开线齿面绘制,只需确定齿数、模数、齿面宽即可确定一个齿轮,齿数可直接数出,通过外径和齿数可简单计算出模数,齿面宽可直接测量。


至此我们就完成了齿轮的三维建模。

有了STL格式的3D文件后,就可以上传给制造商进行制造。

为避免广告嫌疑,仅体现提交过程。

进入制造商网站主页面,上传3D文件后,可同时看到渲染文件和相关数据。并且附带报价和工时。由于我们所需要的是汽配零件,考虑其工作环境温差较大,且具备一定负荷,所以选择了尼龙和玻璃纤维材质,各制作两个。这两种材质的耐热温度都能到达140℃以上,相比普通树脂更适合车上的工况,强度也更高。


制造工艺为SLS粉末选择性激光烧结工艺,通过一层一层的铺粉烧结,最后获得需要形状的制件。

下单并付款后4天就收到了零件,尼龙齿轮每个20元,玻璃纤维齿轮每个30元。

左边两个为玻璃纤维材质,右边两个为尼龙材质,中间为原损坏齿轮,尼龙材质。齿面制作效果较好,强度和尺寸与原齿轮比相差无几。故仅需进行简单修磨。

中轴孔修磨后装车,正常啮合,达到了原零件相同的使用效果。

装车过程因过于激动未携带拍摄设备,现场图片欠奉。

今后的日子里我们将跟踪使用效果和使用寿命,以考验3D打印工艺制造的易损件的实用性。

一个小小的齿轮,并不能代表什么产业革新,然而新型的快速微量制造工艺,必将在一些特定部件制造上体现应有的价值。
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