Rugalmas, légkamrás gumikerék
(puha, defekttűrő, 100mm-es átmérőben)

Kapható gumikerekek (kivéve a drága levegővel felfújhatós típusúakat) nagyon kemények, ezért gondoltam kipróbálok egy állítható keménységű, nyomtatott, légkamrás gumiköpenyt tervezni. Alapvetően ez egy kísérlet, mely inkább alap ötletnek szántam, de elég jól működik!

Maga a gumiköpeny a rugalmas TPU-ból készült. A kerékagy lehet PLA, ABS, PETG. 

Azt már az elején leszögezem, hogy a nyomtatott gumiköpeny nem gáztömör, tehát a bezárt levegő ellennyomására nem lehet számítani!
A köpenyt úgy terveztem, hogy 3 különböző rugalmasságú zónája legyen, melynek 2 zónája programozottan állítható keménységű. A kísérleti "virsli" gumit a lehető legpuhábbra állítottam, hogy érezni lehessen a kiindulópontot.

Az eredmény egy a sima "szivacskeréktől" is puhább, jobban rugózóbb kerék lett. A rugalmassága főleg a tengelyre merőleges erőkre működik, oldalirányba merevebb (így sokkal jobb az iránytartása). Tapadása a gumitól elmarad (a TPU műanyag, nem gumi).

A három rugózó zóna a következő módon épül fel:

(keresztmetszeti tervezési ábra)

A = köpenyhéj vastagsága. Ez adja meg a legrugalmasabb paraméterét (én 1mm-es vastagsággal készítettem a legrugalmasabb kerekemet).
B = első légkamra. Mérete a berugózás mértékét adja meg. Gyártási okokból a gumiköpeny belső keresztmetszetének kb. max. 1/3-da lehet.
C = "tömör" rész, melynek Infill értéke 5% legyen. Ez adja meg az oldaltartás erősségét és ez a 2. rugózó zóna.

Az "A", "B" erősséget tervezéskor, a "C" erősségét a sliccernél (Cura) adjuk meg.

("C" zóna Infill értéke = 5%)

A legkritikusabb része az alátámasztás kérdése. Érthető okokból belül semmi alátámasztás nem lehet, viszont a "B" zóna nem is rogyhat be. Ezért kell limitálni a "B" zóna méretét kb. 1/3 területnyire (ez max. 50°-os oldalfaldőlésig bírja). Én ezekkel az alátámasztási értékekkel értem el a legjobb eredményeket:

(A TPU supportot nehéz eltávolítani és belül nem lehet semmi (50°!))

Ha a gumi keménységét esetleg növelni kellene, akkor elsősorban az "A" réteg vastagság növelésével javaslom.

A kerékagy semmi különlegességet nem tartalmaz, azt bármilyen kedvelt anyagból nyomtathatjuk (PLA, ABS, PETG). Két félből készül, amit a végén Epoxy-val össze kell ragasztani.
A tengelyátmérő 4mm-es, de bármire utólag átfúrható.

Én annyit szoktam, hogy a tengelykörül 100%-osra, másutt 50% - 80%-ra nyomtatom.

Letölthető tervek (100mm-es kerékre):

Gumi project (TPU, 5%, alátámasztással):

FreeCAD file: 100_gumi.FCStd
STL file: 100_gumi.stl

Kerékagy project (PLA, ABS, PETG, min. 50% + 100%, alátámasztás nélkül):

FreeCAD file: 100_agy1.FCStd
Agy1 STL : Agy1.stl
Agy2 STL : Agy2.stl
100%-os protézis : Merevites.stl

Igazán scale-es kerék készíthető így ami még rendesen rugózik is!