در حالی که PLA قوی است، شکننده است و مقاومت نسبتاً ضعیفی در برابر دما دارد، زیرا تنها در دمای 60 درجه سانتیگراد شروع به افت می کند. در حالی که از مواد منبع پایدار ساخته شده و قابل بازیافت است، به خودی خود تجزیه زیستی نمی شود و به تجهیزات بسیار تخصصی برای دفع نیاز دارد.
این پدال بر روی یک چاپگر سه بعدی LulzBot TAZ 4 چاپ شده و با Ultimaker Cura برش داده شده است. مورد توجه در این تحقیق پارامترهای چاپ است.
این روزها PLA پرکاربردترین ماده در میلیون ها پرینتر سه بعدی FFF رومیزی است، اگرچه ممکن است به دلایل مختلف “بهترین” ماده نباشد.
چاپ سه بعدی دوچرخه های بیشتری را در جاده ها نگه می دارد.
محققان دانشگاه فناوری میشیگان در حال آزمایش هستند که آیا امکان پرینت سه بعدی قطعات کلید دوچرخه با استفاده از مواد معمول PLA وجود دارد یا خیر.
با نشان دادن امکان‌پذیری پدال‌های دوچرخه PLA، اکنون منطقی است که دوچرخه‌سواران در این مناطق، پدال‌های شکسته را با نسخه‌های PLA چاپ‌شده سه‌بعدی با هزینه‌ای بسیار کمتر از پدال‌های معمولی جایگزین کنند.
با این حال، در این آزمایش، محققان بار را دو برابر کردند و به 3000 نیوتن حیرت انگیز رساندند! این نیرو به پدال اعمال می شود تا پیکربندی میل لنگ-پدال-دوک را فشرده کند، درست همانطور که در یک دوچرخه واقعی ظاهر می شود.
اگر پدال سیاه مامبا چاپ سه بعدی قابل تایید باشد، در واقع می تواند توسط سوارکاران استفاده شود. در مناطقی که درآمد کم است، دوچرخه اغلب به عنوان حمل و نقل روزمره استفاده می شود و پدال یکی از اولین مواردی است که شکست می خورد.
چه چیزی پیدا کردند؟ معلوم شد که پدال‌ها از هر آزمایش CEN جان سالم به در برده‌اند و مفهوم پدال PLA چاپ شده سه‌بعدی «گواهی‌شده» را امکان‌پذیر می‌سازد.
آزمایش ضربه از CEN مستلزم آن است که یک جرم 15 کیلوگرمی مستقیماً از ارتفاع 400 میلی متری روی پدال انداخته شود و زمانی که هیچ شکستگی مشاهده نشود، عبور انجام می شود.
هدف این بود که ببینیم آیا پدال PLA چاپ شده سه بعدی می‌تواند آزمایش‌های CEN را پشت سر بگذارد یا خیر. CEN کمیته استانداردسازی اروپا است) و این استاندارد برای دوچرخه های مسابقه طراحی شده است و شامل تست های قدرت، ضربه و دوام می باشد.
من مطمئن هستم که شما موافق خواهید بود که این تست‌های بسیار مهمی هستند، و هر پدال ضعیفی تقریباً به طور قطع شکست می‌خورد.
محققان استفاده از 50% پر کردن (الگوی شبکه مکعبی) را برای پدال انتخاب کردند که برای افزایش قدرت منطقی است. آنها همچنین اطمینان حاصل کردند که پوسته بیرونی پدال 1 میلی متر ضخامت دارد تا استحکام ساختاری را فراهم کند. وزن پدال پس از چاپ و پس از پردازش 111 گرم بود.
این آزمایش‌ها به‌طور شگفت‌انگیزی شامل استفاده از پدال روی دوچرخه نمی‌شوند، بلکه در عوض بر روی تست مکانیکی بالای نیمکت با استفاده از تجهیزات تست استاندارد تکیه دارند. به عنوان مثال، تست استحکام استاتیکی CEN به قطعه نیاز دارد تا نیروی عمودی 1500 نیوتن را تحمل کند که بار بسیار قابل توجهی است.
از طريق دانشگاه (PDF)
پرینت سه بعدی قطعات PLA برای دوچرخه هایی که تحت فشار مکانیکی قابل توجهی قرار نمی گیرند، ساده است. به عنوان مثال، نگهدارنده بازتابنده عقب چاپ شده سه بعدی هیچ سوالی در مورد عملکرد ایجاد نمی کند. با این حال، این سوال زمانی مطرح می شود که ما در مورد قطعات دوچرخه با فشار مکانیکی صحبت می کنیم.
تست دوام شامل چرخاندن پدال به دور اسپیندل 100000 بار با سرعت 100 دور در دقیقه با وزن 65 کیلوگرم معلق است. با این حال، آزمایشی که انجام شد از 300000 دور با وزن 75 کیلوگرم استفاده کرد.
برای این مقاله، محققان آزمایش پدال‌های دوچرخه را انتخاب کردند که مطمئناً هنگام کار کردن، سوء استفاده زیادی را به همراه دارد. به طور خاص، آنها از طرح محبوب پدال “Black Mamba” استفاده کردند که در بالا نشان داده شده است.