Fusion360でモジュール0.5のギアを作成&印刷

ミニ四駆で採用されているギアのモジュールは0.5なので、このモジュールサイズのギアを3Dプリンタ(Snapmaker)で印刷できそうなのかを検証してみました。

Fusion360でギアを作成

標準?のアドオン"SpurGear"を起動して作成します。通常のギアなら、これで十分です。
Module=0.5にして、適度にBacklash値を調整します。バックラッシュは少ないほうが理想ですが結論から言うと、0.5モジュールの大きさのギアを3Dプリントするには、0.4mmノズルは少し太いです。細かいディテールがつぶれてしまうので、バックラッシュの値を少し大きめにしてちょうどいいです。

今回は歯数22と12の2段ギアを印刷してみます。
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Simplify3Dにインポートしたモデルが左、右がデフォルト状態のプレビューです。プレビューを見ると小さい歯が再現できてないです。Simplify3Dは、指定パラメータではみ出てしまう部分は印刷しないポリシーのようなので、パラメータを変更して歯をちゃんと再現させます。
spur02

色々やった結果、オーバーラップを増やすのが効果的でした。モデルに対して、ノズル径が太いのでしょう。無理やりオーバーラップさせて輪郭を再現させます。そのため、ノズル径を小さく(物理的に小さくなることは当然ないので、射出量などが調整されることを期待して)してみた結果、以下のようにそれなりの形にはなったので、印刷してみます。
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プリンタはSnapmaker、フィラメントはSnapmaker付属のPLAです。このPLAは硬質でシャープな仕上がりになってわりと積層間の結合力が強いです。弾力は全然ないタイプですが、フォルムの再限度は結構高いです。Simplify3Dのプレビューに近い結果になりました。(一か所ダマができているところはあとで除去)
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青とピンクはミニ四駆付属の本物のギアで、それらと合わせてみました。歯数22のほうは十分な結果だと思いますが、歯数12は刃先が丸くなっており、ギリギリ使えそうといったところです。
spur05

ほかの歯数のものと、本物の比較写真です。小さいギアは上図のパラメータを試行錯誤しているときの結果なので、上記の設定で印刷すればもう少しまともになるはずですが、刃先が丸いので滑りそうです。
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130Rの小型モーターの軸に取り付けるギアは、ナイロン製の本物のギア(歯数8)が良いでしょう。PLAでは軸に固定できないと思います。(ABSでも無理でしょう)

もう少し大型モーターなら軸も太いので、横穴開けてイモネジで固定できれば・・と思ったけどやっぱり厳しいかも。歯数12ぐらいから十分プリントしたギアでいけそうな手ごたえでした。

次回はベベルギアを作成して小型のディファレンシャルギアが印刷できるか検証する予定。1/10のRCカー用のデフは、たくさん製品があるけど、小型デフはないので自作できるかチャレンジしてみます。