“就地打印”滚柱轴承

设计理念：当我提出这个设计时，我真的很想把重点放在3D打印的优点上，并把它们与我的作品结合起来。我发现最有趣的方面是3D打印打开大门的“就地打印”机会。能够在一个地方无缝地构造封闭的几何结构（例如轴承），而不需要任何传统的额外过程和复杂性，这是一个令人难以置信的制造机会。另一个关键的设计因素是我开始创建一个设计，它很容易打印在所有（入门级及以上）三维打印标准0.2毫米层高，因为我想证明哪怕是便宜的3D打印的能力，我想我的设计对整个3D打印社区都是可访问的和有用的，所以我从研究不同类型的轴承开始，并评估它们用于3D打印的可行性。我避免使用传统的“滚珠”轴承，因为它的球形部件在小规模印刷时很困难。“滚柱”轴承的想法似乎是完美的配合，允许一个容易的三维打印设计和良好的配合层接触打印床。我选择了一个608轴承作为我的设计标准尺寸，因为它是非常普遍的。使用CAD软件，dimeio可以很容易地改变，以匹配其他标准化轴承尺寸。设计选择：经过多次测试，独特的“花生”形辊被证明是最有效的。它们的几何结构通过保持足够的横截面积使其整个长度易于打印。与实心圆柱轴承相比，由于减少了与环的接触面积，它们更不容易发生摩擦损失。此外，外圈和内圈上的凹槽有助于使“花生”轴承保持在轨道上，并始终保持在外壳内。真正的轴承往往有保持架，以在每个滚动杆之间产生共线间距，并防止聚束。在我的设计中，我通过在外环上添加小齿使每个滚轮保持在各自的部分，从而使这个想法能够进行三维打印。详细信息：附加的STL文件是用FDM打印技术创建的，但是可以很容易地适应其他方法。模型已经优化为打印速度快（不到30分钟）。我使用应力模拟来确定轴承在不均匀载荷情况下的力传播。如你所见，应力是从外圈传递出来的，并在辊之间分配。这有助于我评估辊和保持架的足够厚度。图像中所示的设计在外圈和内圈上有凹槽，以获得额外的抓地力，然而，在视频中，我展示了相同的轴承，而没有抓地力，因为在这些应用中不需要抓地力。我相信，给定时间，3D打印社区将能够思考比我在视频中展示的更有趣和聪明的用法。打印技巧：打印床是干净的，因为适合的几层对轴承的平稳运行至关重要。打印轴承，使表面凹痕的一侧与床平齐。或者，这些表面凹痕可以完全去除（如图所示）。学校/大学：莫纳什大学（墨尔本）