Tandwielen printen die niet meteen slijten

Een geprint tandwiel breekt bijna altijd op dezelfde plek: langs een laagnaad bij de voet van een tand. Print het wiel plat liggend, geef het vier wandlijnen en kies PETG in plaats van PLA, dan gaat het vele malen langer mee.

Waarom oriëntatie alles bepaalt

Een print is in de richting van de lagen ongeveer half zo sterk als in het vlak. Zet je een tandwiel rechtop, dan lopen de lagen dwars door de tanden en breekt er bij de eerste belasting eentje af.

Print het wiel plat op het bed. De lagen liggen dan in hetzelfde vlak als de krachten, en de tand moet echt afgeschoven worden voordat er iets gebeurt. Dat is een enorm verschil, vaak een factor twee tot drie in levensduur.

Materiaalkeuze

PLA is stijf en maatvast, maar bros. Voor een tandwiel dat af en toe met de hand gedraaid wordt is het prima. In een aandrijving die uren draait niet.

PETG is taaier en veert een beetje mee. Het slijt langzamer en breekt niet zo makkelijk. Voor de meeste zelfbouwprojecten is dit de juiste keuze.

PETG met koolstofvezel is stijver en maatvaster dan gewone PETG en slijt minder snel. Wil je dat een tandwiel jarenlang zijn maat houdt, dan is dit het beste dat je op een gewone printer krijgt. Gebruik wel een nozzle van gehard staal.

Instellingen

• Wandlijnen vier tot zes. Bij een tandwiel doet de wand het werk, niet de infill. Bij kleine wielen mag je hem massief printen.
• Infill 40 procent met een raster of gyroid, alleen bij grotere wielen.
• Laaghoogte 0,16 mm. Fijner dan gebruikelijk, want de tandvorm moet kloppen.
• Snelheid 40 mm per seconde. Nauwkeurigheid boven snelheid.
• Koeling matig. Bij PETG 30 procent, anders hechten de lagen slecht en breekt hij alsnog langs een naad.

Maat houden

Tandwielen zijn gevoelig voor maatafwijking. Kalibreer je flow voordat je begint: print een testkubus en meet de wanddikte. Zit je 0,1 mm te dik, dan grijpen je tanden te strak in elkaar en loopt het geheel zwaar.

Vergeet ook de speling niet. Twee wielen die precies op elkaar passen lopen vast zodra ze warm worden. Reken op 0,2 mm tussenruimte tussen de tanden.

Slijtage tegengaan

Een druppel siliconenvet op de tanden doet meer dan welke instelling ook. Gebruik geen olie op petroleumbasis bij PETG en zeker niet bij ABS, dat tast het materiaal aan.

Loopt je aandrijving zwaar, kijk dan eerst naar uitlijning voordat je een sterker materiaal kiest. Twee assen die niet parallel staan slopen elk tandwiel, ook een gefreesd stalen exemplaar.

Wanneer je beter koopt

Draait het wiel sneller dan een paar honderd toeren, of moet het echt kracht overbrengen, dan is een gekocht wiel van nylon of staal de verstandigere keuze. Printen is ideaal voor prototypes, lage toerentallen en onderdelen die je niet kunt kopen.