Tua vít bánh cóc (ratchet) hai chiều in 3D (Print-in-place)

Sau khoảng 30 lần in thử nghiệm cùng quá trình thiết kế khá "hỗn loạn", mình đã hoàn thiện chiếc tua vít bánh cóc (ratchet) in 3D hoàn chỉnh theo cơ chế print-in-place.

Blog chi tiết: https://dev.joesturge.com/p/3d-print-in-place-a-design-journey/

File OnShape: https://cad.onshape.com/documents/5b146e263caac3060752204d/w/15bde26dc6901519c376ed2c/e/cecbda455fb1c20a8470df09

Đặc điểm nổi bật

• Hoàn toàn print-in-place – không cần lắp ráp.
• Tương thích với các loại đầu vít lục giác 6.35mm (1/4") tiêu chuẩn.
• Cơ chế bánh cóc hai chiều (trái/phải).
• Có chế độ khóa cố định.
• Độ bền và khả năng sử dụng đáng kinh ngạc.
• Được tối ưu để in sắc nét trên các máy in đã căn chỉnh tốt.

Thiết lập in

Chiếc tua vít này được thiết kế cẩn thận để không quá phụ thuộc vào thông số in, nhưng mình khuyên bạn nên để chiều cao lớp (layer height) là 0.2mm và infill 15-20%. Nếu muốn cầm đầm tay hơn, bạn có thể tăng infill.

Tùy chọn (khuyên dùng): Sử dụng tính năng Fuzzy Skin trên các mặt phẳng của cán cầm để tăng độ bám khi vặn.

Lưu ý quan trọng

• Độ hở (tolerance) rất quan trọng – nếu máy in của bạn chưa được tinh chỉnh kỹ, các chi tiết có thể bị dính vào nhau.
• Thiết kế với khe hở khoảng 0.3mm.
• Nếu sau khi in xong mà cơ cấu không di chuyển được, hãy cắm đầu vít lục giác vào rồi vặn mạnh như khi đang mở một con ốc cứng đầu. Bạn sẽ nghe một tiếng "rắc" nhẹ, sau đó nó sẽ hoạt động trơn tru.

Nguyên lý hoạt động

Cơ chế bánh cóc nằm hoàn toàn bên trong và được in cùng lúc nhờ các khe hở nhỏ. Nó hoạt động dựa trên:

• Răng bánh cóc góc cạnh.
• Thanh gạt chọn chiều.
• Độ đàn hồi của vật liệu in.

Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ hơn về quá trình thiết kế (cũng như những lần in hỏng trước đó), mình đã viết chi tiết tại đây: https://dev.joesturge.com/p/3d-print-in-place-a-design-journey/

Các vấn đề thường gặp

• Có thể cảm giác hơi "rít" tùy thuộc vào chất lượng in của bạn.
• Lần vặn đầu tiên sau khi in có thể cần dùng lực một chút.
• Mình đã thử nghiệm với PLA và hoạt động tốt, chưa thử với PETG nhưng có lẽ kết quả sẽ còn ấn tượng hơn.

Mẹo nhỏ

• Dùng fuzzy skin trong phần mềm slicer để tăng độ bám (nhìn rất ngầu và cầm chắc tay).
• Nếu thanh gạt bị cứng, hãy gạt qua lại vài lần để nó trơn hơn.
• Nếu các chi tiết bị dính vào nhau:
  • Kiểm tra lại thông số flow.
  • Giảm nhẹ extrusion multiplier.