齿轮的最佳 3D 打印材料/灯丝！

有许多类型的 3D 打印细丝可用于制造齿轮。每个灯丝都有自己的特性和行为。有不同的类型，如尼龙、ABS、PLA、PETG 等。

大多数 3D 打印机都配备了一种类型的灯丝，因此如果您想尝试使用其他灯丝用于打印齿轮等不同用途，则必须投资其他类型的灯丝。

为您的 3D 打印齿轮选择合适的材料并不像查看机械性能那么简单，因为还有其他几个因素需要考虑，包括易于打印、表面质量和成本。

在本文中，我将介绍我最喜欢的 3D 打印齿轮材料。我一直在尝试使用不同的 3D 打印材料来制作不同类型的齿轮，这是我的结论。

用于齿轮的最佳 3D 打印材料/灯丝

基本上，每一种热塑性长丝都有其优点和缺点。尼龙的强度最好，PETG 的低温性能最好，ABS 的冲击强度最好，PLA 介于两者之间。在这些材料之间进行选择是基于您的特定需求的权衡。

一般来说，尼龙的寿命最长，ABS的寿命会比PLA略长，PLA的寿命会比PETG略长。

尼龙是打印齿轮的最佳线材，因为它强度高、耐高温，而且齿轮无需任何润滑即可正常工作。 PLA在强度方面紧随其后，但不能承受高温，达到45°C-50°C时会变形。不建议将 ABS 和 PETG 用于齿轮。

1。尼龙

我想说，如果您想要一些不太脆且易于打印的东西，请坚持使用尼龙。它是一种由可再生资源制成的生物塑料，看起来像丝绸，用它打印时感觉像丝绸。它触感光滑，坚固且灵活。

尼龙的低摩擦系数、高熔化温度和高层间附着力使其成为3D打印齿轮的理想材料。

然而，尼龙对水的巨大亲和力可能会产生问题，因为这会产生不一致的结果 挤出打印机以类似于热胶枪的方式应用材料，问题是尼龙像海绵一样吸收水，这会导致它膨胀并产生打印时的各种问题。

尼龙长丝从空气中吸收水分，导致长丝膨胀。 1% 到 3% 的水含量会导致材料在打印时失效，而 5% 到 8% 的水含量会开始吸收到其 3D 打印部件中。

这不仅会在打印过程中造成问题，还会显着降低成品的使用寿命，使其不适合户外使用。

鉴于这些优点和缺陷，尼龙仍然是 3D 打印齿轮的绝佳候选者。

现在我们来看看3D打印中最常用的三种材料； PLA、ABS 和 PETG。

2。解放军

对于 3D 打印，PLA 有很多值得称道的地方。让我们从成本低廉的事实开始，每个线轴 20 美元/公斤，一旦考虑到电力成本，因为您不需要像 ABS 那样极高的打印温度，PLA 结束总的来说，它是一个很棒的灯丝。

它具有出色的柔韧性，并且仍然保持良好的强度和耐磨特性，这就是为什么我认为它是比 ABS 和 PETG 更好的齿轮材料，但不如尼龙。

但是，PLA不能承受高温，即使在夏天放在外面的阳光下也会开始变形。

因此，在决定使用哪种灯丝时要考虑到这一点；如果齿轮会暴露在高温下，那就考虑尼龙，如果不是，那么PLA会创造奇迹！

3。 ABS

您可能已经尝试过使用 ABS 制造齿轮，但发现材料本身并不适合制造齿轮。

一方面，由于它需要在非常高的温度下使用加热床和封闭式打印机（通常）打印，因此可能需要您尝试几次才能正确打印，因为 ABS 非常印刷温度高，容易翘曲。

不仅如此，如果你比较两个由 PLA 和 ABS 制成的相同齿轮，由 ABS 制成的齿轮不能承受与 PLA 相同的力。

事实上，自己尝试一下：用每种材料打印几个齿轮，然后用钳子在齿轮上施力。你会发现ABS材质的很容易压碎，而PLA材质的几乎坚不可摧。

最后，ABS 在打印时会产生有毒烟雾，这也是不使用它的另一个原因，至少对于齿轮而言是这样。

4。 PETG

PETG一般比ABS便宜一点，比PLA贵一点。

PLA 和 ABS 都比 PETG 更便宜、更坚固、更坚硬，PETG 本身就是一种很好的材料，但它不是一般齿轮设计的最佳选择。

在查看了其材料特性的数据后，我将 PETG 放在了列表的底部。虽然它是一种延展性材料，但它也比 ABS 或 PLA 更柔软、更灵活且耐刮擦性更低，这使得它成为齿轮的更差选择。

PETG 也是吸湿性的，就像尼龙一样，需要在使用前进行预干燥以避免任何潜在问题。关于 PETG 的另一个常见抱怨是它很脆。造成这种情况的原因之一是它的玻璃化转变温度较低，因为它在 80°C 时开始软化，而 ABS 可以承受高达 ~100°C 的温度，而尼龙则可以承受至少 120°C 的温度

因此，由于它在承受高温方面并不是那么出色，但它也存在一些其他问题，因此我不建议将 PETG 用于尼龙或 PLA 的齿轮。

3D 打印齿轮的润滑

润滑可减少摩擦和磨损。现在，我没有衡量磨损率的好方法，所以我不能说润滑塑料部件是否会使它们使用寿命更长，但我可以根据经验告诉你，在某些情况下，如果塑料部件使用它们，它们的使用寿命会更长被润滑了。

如果您使用带齿的塑料齿轮而不是更坚固的花键式齿轮，润滑可以减少磨损和噪音并提高效率。

然而，对于没有经验的人来说，用油脂或油“涂抹”表面以防止磨损和摩擦的常用方法并不理想，因为他们经常为 PLA、ABS 和 PETG 使用错误种类的油脂。

为齿轮选择合适的润滑剂的第一步是弄清楚您正在使用哪种类型的塑料。不同类型的塑料对不同类型的润滑剂有反应。经验法则是，塑料长丝通常是石油基的，并且与石油基润滑剂兼容。

尼龙和 ABS 是源自石化产品的聚合物，因此它们可以使用正确的油基润滑油。

另一方面，PLA 和 PET 往往具有更多基于植物的化学成分。因此，这些往往对粘度较低的植物油反应更好。通过更改您使用的油或油脂类型，您可以定制打印机的性能以满足您的需求。

白色锂、聚四氟乙烯和硅基润滑剂非常适合一般用途。它们是长寿的最佳选择，无需频繁重新应用。

但是，一般来说，尼龙的效果非常好，您不需要在齿轮上添加任何类型的物理润滑。

我做了几个齿轮，现在已经运行了 3 个多月，没有任何润滑，没有一个齿轮故障。

3D 打印更坚固的齿轮

虽然在强度方面最重要的因素是材料本身，但有一些打印设置也可能有助于您实现更坚固的部件。

确保灯丝已充分加热

在熔融沉积建模 (FDM) 中，印刷层必须结合在一起形成一个实体部分；第一层与最后一层融合，以此类推，更高的温度通常会导致层更好地“融合在一起”，从而使它们更坚固。

增加填充重叠

填充重叠是与填充层重叠的周边区域。为了在填充物和周边之间获得更好的强度，重叠是必要的。

增加层高通常会更容易在填充层和周边之间实现良好的粘合。但是，如果您选择这样做，则应避免层高呈指数增长，因为这会导致较小的部分卷曲。

禁用或减少冷却

层的附着力是极其重要的，实现它的关键是保持印刷温度和前一层的温度足够高。当每一层都被主动冷却时，这更难实现。

冷却是 3D 打印中一个有争议的话题，人们对它的看法从“冷却对于高质量打印至关重要”到“冷却根本不会提高打印质量”。

据我所知，冷却对于 3D 打印来说是一件大事。它允许制造没有缺陷的零件，许多困难的形状只有通过冷却才能成为可能。但在冷却方面需要权衡取舍，即表面质量换取强度。

如果您的目标是达到最大强度，请减少冷却或完全禁用它。

最佳层高

3D 打印速度最重要的“规则”之一是，随着层高的增加，速度会提高，而 3D 打印的强度和质量会降低。

层高越紧，层的附着力就越好，因此在您的印刷品中形成薄弱点的空间就越小。

Gears 应该使用什么填充物？

第一次想到打印齿轮时，我确信 100% 填充会产生整体上最强的齿轮。

但事实并非如此，我用 50% 填充打印的齿轮和我用 100% 打印的齿轮一样坚固。

简而言之，没有必要超过 50% 的填充，至少在我自己的经验中没有。

比较表

灯丝	装备质量	喷嘴温度	加热床	翘曲风险	易于使用	费用
解放军	很棒	180°C – 230°C	不需要	低	简单	$10 – $25
ABS	可怜	230°C – 250°C	大约。 100°C	中等	中级	$15 – $25
PETG	可怜	230°C – 250°C	大约。 100°C	低	简单	$15 – $20
尼龙	最佳	230°C – 260°C	80°C – 100°C	中等	中级	$50 – $65

结论

出于我提到的所有原因，尼龙是显而易见的选择，但我们大多数人还没有准备好使用尼龙。

然而，PLA 产生了出色的效果并制造出坚固可靠的齿轮，幸运的是，它是每个制造商都倾向于使用并准备好打印的材料。

因此，如果您可以使用尼龙，请使用该尼龙。否则，PLA就可以了！

我希望这些信息有用！

祝你有美好的一天！

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