Comparativa de parámetros dimensionales de engranajes cilíndricos helicoidales impresos con PLA y Nylon

Resumen

En el presente trabajo se presenta la comparativa de parámetros dimensionales de engranajes cilíndricos de dientes helicoidales fabricados mediante la tecnología de fabricación por filamento fundido (FFF) con dos materiales poliméricos diferentes: el ácido poliláctico (PLA) y la poliamida (PA), comúnmente llamada Nylon. Se exponen el diseño y la modelación, mediante la biblioteca ToolBox de SolidWorks, de engranajes helicoidales con ángulos de hélice de 15, 25 y 35 grados respectivamente y, con un módulo y número de dientes considerados comunes (m= 4;  z= 17) con ángulo de presión de 20 grados, que permite generar un perfil de diente evolvente correcto. Los engranajes modelados se materializan mediante una impresora de sobremesa BCN3D Sigma R19, utilizando los materiales antes indicados. Se presentan los métodos de medición de parámetros geométricos utilizados en la verificación de dichos engranajes, las metodologías a utilizar, así como los cálculos necesarios para realizar las mediciones y obtener los valores teóricos de referencia. La verificación de los engranajes impresos se hace mediante instrumentos como un pie de rey de módulo, un micrómetro de platillos, cilindros calibrados y pie de rey tipo Mauser. Se utilizaron tres métodos de verificación, que son: el método basado en el círculo de cabeza, el método de la distancia cordal y el método de medición basado en varillas calibradas respectivamente. El análisis de las medidas realizadas con los instrumentos de medida manuales indica que no existe un material que presente resultados significativamente mejores que otro respecto a los parámetros dimensionales considerados. Los resultados que se presentan en este trabajo surgen como parte del trabajo final de grado de uno de los autores del trabajo desarrollado en la Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).