Vòng bi cầu tùy chỉnh hoàn toàn (Fully parametric ball bearings)

Thiết kế này cho phép bạn in 3D các vỏ bọc để tạo thành một vòng bi (ball bearing), kết hợp với các viên bi mua sẵn hoặc thậm chí là bi in 3D.

Mình đã chọn sử dụng bi thép mua trên AliExpress, nhưng bạn có thể dùng bất cứ thứ gì miễn là nó tròn. Các viên bi BB cũng rất hiệu quả và các file STL mẫu mình đính kèm đều được thiết kế dựa trên loại bi đó.

Quy trình để tạo ra một chiếc vòng bi tùy chỉnh hoàn chỉnh như sau:

1. Tải và mở file Fusion 360 (Fully parametric ball bearing.f3d)
2. Đo đường kính của viên bi bạn chọn
3. Vào mục Modify > Change parameters
4. Thay đổi giá trị các thông số theo ý muốn. Bạn có thể kiểm tra danh sách các loại vòng bi thông dụng nhất và thông số của chúng tại ĐÂY. Giải thích chi tiết về từng thông số được liệt kê bên dưới.
5. Vào File > Export
6. Mở rộng danh sách loại file và chọn STL
7. Xuất file và nhớ lưu lại vị trí để dễ tìm sau này
8. Cắt lớp (slice) file STL trong phần mềm slicer của bạn
9. Chúc bạn in vui vẻ!

Cách lắp ráp khá đơn giản: bạn đặt vỏ trong vào bên trong vỏ ngoài sao cho các mặt có rãnh cắt cùng hướng, sau đó căn chỉnh các rãnh và đẩy bi vào qua khe hở đó.

Bạn có thể thêm một chút dầu bôi trơn nếu muốn vòng bi chạy bền hơn, nhưng nó sẽ làm tăng lực cản khi xoay. Điều này sẽ không thành vấn đề trừ khi bạn đang làm con quay (spinner), nếu vậy mình khuyên không nên dùng dầu.

Đừng lo, các viên bi sẽ không tự rơi ra ngoài đâu. Để tháo vòng bi, bạn chỉ cần dùng một vật như tua vít dẹp đẩy bi từ phía đối diện với rãnh cắt là được.

Thông số: (mm)

• Bore: Đường kính lỗ trục. Tùy vào độ tinh chỉnh của máy in mà bạn có thể cần thêm độ dung sai.
• Outer_diam: Đường kính ngoài của vỏ bao. Bạn cũng có thể cần tính thêm dung sai.
• Width: Độ rộng của vòng bi, khoảng cách từ mặt phẳng này sang mặt phẳng kia.
• Ball_diam: Đường kính của viên bi bạn chọn (ví dụ: 6mm cho bi BB).
• Window: Khe hở giữa hai lớp vỏ, mình thấy 1mm là ổn nhưng bạn có thể thử nghiệm thêm.
• Play: Đây là sự đánh đổi. Khi giảm giá trị này, vòng bi sẽ ít độ rơ hơn nhưng ma sát sẽ tăng lên (có thể thay đổi tùy loại máy in):
  • 0.1 - Không thấy rơ nhưng quay không mượt.
  • 0.15 - Hơi rơ một chút và có chút lực cản.
  • 0.2 - Rơ rõ rệt nhưng quay rất tự do.

Vật liệu:

Mình đã thử cả PETG và PLA, cả hai đều hoạt động rất tốt.

Với PLA, vòng bi sẽ ít bị mài mòn hơn nhưng bạn cần chú ý đến nhiệt độ hoạt động. Với PETG, bạn sẽ có khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhưng đổi lại độ bền sẽ giảm đi một chút.

Đừng ngần ngại đặt câu hỏi trong phần bình luận nhé, vì tiếng Anh không phải ngôn ngữ mẹ đẻ của mình nên có thể vài chỗ mình viết chưa rõ ràng. Nếu được, bạn hãy để lại đánh giá và chia sẻ thành quả in (make) của mình nhé. Cảm ơn bạn!