3D প্রিন্টেড গিয়ার ও চলমান মেকানিজম: বাংলাদেশে নড়াচড়া করা পার্টসের গাইড

অনেকে ভাবেন 3D প্রিন্ট মানে শুধু সাজিয়ে রাখার মূর্তি বা মডেল। কিন্তু ঠিকভাবে ডিজাইন করলে প্রিন্ট করা জিনিস ঘোরে, চলে, নড়ে। বাংলাদেশে 3D printed gears, গিয়ার র‍্যাক বা হাতল ঘোরানো মডেল বানাতে চাইলে প্রথম প্রশ্ন: প্রিন্ট করা জিনিস কি সত্যিই নড়তে পারে? এই লেখায় দেখব নড়াচড়ার জন্য কী কী লাগে, আর PrototypeBD-র দুটো আসল প্রজেক্টে সেটা কেমন দেখায়।

ভিডিও: এই লেখার সাথে আমাদের ৩০ সেকেন্ডের ভিডিও “নড়াচড়া করা প্রিন্ট” দেখুন ভিডিও টিউটোরিয়াল পাতায়।

নড়াচড়ার জন্য তিনটা জিনিস দরকার

একটা প্রিন্টেড মেকানিজম কাজ করবে কিনা, তা মূলত তিনটা বিষয়ের ওপর নির্ভর করে:

1. সঠিক দাঁতের গিয়ার: দুটো গিয়ারের দাঁতের আকার ও মাপ একে অপরের সাথে মিলতে হবে। দাঁত পরিষ্কারভাবে প্রিন্ট হলে গিয়ার মসৃণভাবে ঘোরে।
2. ঘোরার মতো ফাঁক: দুটো চলমান অংশ গায়ে গায়ে লেগে থাকলে আটকে যায়। মেলানো অংশের মাঝে সামান্য ফাঁক (clearance) রাখতে হয়।
3. পিনের জন্য সঠিক ছিদ্র: যে জয়েন্টে কোনো অংশ ঘুরবে, সেখানে পিন বা শ্যাফটের জন্য গোল পিভট হোল ঠিক মাপে থাকতে হয়।

এই তিনটার কোনোটা ভুল হলে প্রিন্ট সুন্দর দেখালেও নড়বে না, বা নড়লেও আটকে আটকে চলবে। তাই চলমান মেকানিজমের কাজ শুরু হয় প্রিন্টার থেকে নয়, CAD থেকে।

আসল প্রজেক্ট ১: মার্স রোভারের রকার-বোগি পার্টস

রক-ক্লাইম্বিং মিনি মার্স রোভারের পার্টস সেপ্টেম্বর ২০২৩-এ সাদা ফিলামেন্টে প্রিন্ট করা হয়েছে। রকার-বোগি হলো সেই সাসপেনশন ব্যবস্থা, যা ছয় চাকার রোভারকে উঁচু-নিচু জমিতে সব চাকা মাটিতে রাখতে সাহায্য করে।

• রকার ও বোগি আর্ম: বাঁকানো আর্ম, ত্রিভুজাকার ট্রাস প্যাটার্নে, মেলানো সেটে। ট্রাস প্যাটার্ন লম্বা আর্মকে শক্ত রাখে, আবার ম্যাটেরিয়াল আর ওজনও বাঁচায়।
• পিভট হোল: প্রতিটা আর্মের শেষে পিনের জন্য পরিষ্কার গোল ছিদ্র, যাতে জয়েন্টগুলো ঘুরতে পারে।
• গিয়ার: ছোট স্পোকওয়ালা স্পার গিয়ার আর বড় সলিড গিয়ার।
• গিয়ার র‍্যাক: সোজা দাঁতওয়ালা র‍্যাক, যা ঘূর্ণনকে সরলরৈখিক চলাচলে বদলায়।

রকার-বোগিতে অনেকগুলো প্রায় একই রকম পার্টস থাকে, যেগুলো মিলতে হয়। এক CAD ফাইল থেকে প্রিন্ট করলে প্রতিটা আর্মের জ্যামিতি একই হয়, ফলে রোভারের দুই পাশ একইভাবে আচরণ করে। ছবিতে পার্টসগুলো সমতল ও বর্গাকার, পাতলা ট্রাস অক্ষত।

আসল প্রজেক্ট ২: হাতল ঘোরালে ঘোরে, ১:২ ফ্ল্যাট-১২ ইঞ্জিন

দ্বিতীয় উদাহরণটা দেখায় প্রিন্টেড মেকানিজম কতদূর যেতে পারে। হাফ-স্কেল ফ্ল্যাট-১২ রেসিং ইঞ্জিন মডেলটা পোস্ট অনুযায়ী Porsche 917 রেস কারের ১২-সিলিন্ডার, ১৮০-ডিগ্রি ইঞ্জিনের ১:২ স্কেলের চলমান মডেল। ডিজাইন ক্লায়েন্টের, প্রিন্ট করেছে PrototypeBD, অক্টোবর ২০২৪-এ।

• ক্র্যাঙ্ককেসের সামনে একটা লাল হাতল; ঘোরালে ভেতরের অংশ ঘোরে।
• খোলা পাশ দিয়ে দেখা যায় মাঝখানে ক্র্যাঙ্কশাফট আর কানেক্টিং রড, আর সিলিন্ডার হেড বরাবর ক্যামশাফট ড্রাইভ, এক প্রান্তে নীল গিয়ার।
• বারোটা সিলিন্ডারে সূক্ষ্ম কুলিং ফিন ধূসর রঙে, মাথা কালো, ডিটেইল লাল, যাতে প্রতিটা সাব-অ্যাসেম্বলি চোখে আলাদা করা যায়।
• ওপরে বড় কুলিং ফ্যানের হাউজিং।

এই প্রজেক্টের পোস্টে চলমান অংশের ফাঁক নিয়ে একটা কাজের তথ্য আছে: PrototypeBD সাধারণত মেলানো অংশের মাঝে প্রায় 0.1 mm ফাঁক রাখে, আর ম্যাটেরিয়াল ও প্রিন্টারভেদে 0.1 থেকে 0.3 mm। কাছের ছবিতে কিছু জয়েন্টে ছোট ধাতব পিন দেখা যায়, যেখানে শুধু প্রিন্টেড প্লাস্টিক ক্ষয়ে যেতে পারত। ফাঁক ও ফিট নিয়ে বিস্তারিত আছে 3D প্রিন্টিং টলারেন্স ও ক্লিয়ারেন্স গাইড-এ।

চলমান পার্টস ডিজাইনের ব্যবহারিক টিপস

ম্যাটেরিয়াল বাছাই

PrototypeBD-র ম্যাটেরিয়াল টেবিলে PA (Nylon)-কে রাখা হয়েছে গিয়ার, হিঞ্জ, ক্লিপ আর ক্ষয় হয় এমন পার্টসের জন্য, যেখানে শক্তি আর কম ঘর্ষণ দরকার। প্রদর্শনী বা শিক্ষার মডেলে যেখানে চাপ কম, সেখানে PLA দিয়েও কাজ চলে। কোনটা মানাবে, তা নির্ভর করে মেকানিজম কতটা চাপ নেবে আর কতক্ষণ চলবে তার ওপর।

ডিজাইনে মনে রাখার বিষয়

• গিয়ারের দাঁত খুব ছোট হলে প্রিন্টে নরম হয়ে আসতে পারে; দাঁতের আকার প্রিন্টারের সামর্থ্যের সাথে মেলাতে হয়।
• FDM-এ ছিদ্র সাধারণত মাপের চেয়ে সামান্য ছোট আসে; পিনের ছিদ্র দরকার হলে ড্রিল বা রিম করে ফাইনাল ফিট নেওয়া যায়।
• গিয়ার সাধারণত সমতলভাবে বিল্ড প্লেটে প্রিন্ট করলে দাঁত লেয়ারের দিক বরাবর পরিষ্কার আসে। ওরিয়েন্টেশন নিয়ে আছে প্রিন্ট ওরিয়েন্টেশন গাইড।
• ঘন ঘন ঘোরে এমন জয়েন্টে ধাতব পিন বা শ্যাফট ব্যবহার করা যায়, যেমন ইঞ্জিন মডেলে করা হয়েছে।

লেজার-কাট অ্যাক্রিলিক বেসে গিয়ার মেকানিজম বসানোর আরেকটা উদাহরণ আছে লেজার আর 3D প্রিন্ট একসাথে লেখায়। রোবটের ভাঙা পার্টস বদলানো নিয়ে পড়ুন 3D প্রিন্টেড রোবট পার্টস।

গিয়ার বা মেকানিজমের জন্য কী পাঠাবেন

1. 3D ফাইল থাকলে: STL, 3MF, STEP, STP বা OBJ ফাইল আপলোড করুন FDM 3D প্রিন্টিং পাতায়। কোন পার্টস কোনটার সাথে চলবে, সেটা লিখে দিন।
2. ফাইল না থাকলে: গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা, বাইরের ব্যাস, পুরুত্ব, শ্যাফটের ব্যাস আর দুটো শ্যাফটের মধ্যে দূরত্ব mm-এ দিন। ভাঙা গিয়ার থাকলে তার ছবি ও মাপ। আমাদের CAD ডিজাইন সার্ভিস এগুলো থেকে প্রিন্টযোগ্য মডেল বানাতে পারে।
3. ব্যবহার: শিক্ষার মডেল, রোবট, নাকি যন্ত্রের আসল চলমান অংশ; কতটা চাপ বা ঘূর্ণন নেবে।
4. সঙ্গী অংশ: মোটর, বেয়ারিং বা পিন যদি থাকে, তার মডেল নম্বর বা মাপ।

সাধারণ প্রশ্ন (FAQ)

3D প্রিন্টেড গিয়ার কি আসলে কাজ করে?

করে, যদি দাঁতের মাপ মেলে, অংশগুলোর মাঝে ঠিক ফাঁক থাকে আর ম্যাটেরিয়াল কাজের চাপ অনুযায়ী বাছাই হয়। রোভারের গিয়ার ও র‍্যাক আর হাতল-চালিত ইঞ্জিন মডেল এর উদাহরণ।

গিয়ার প্রিন্টের জন্য কোন ফিলামেন্ট ভালো?

PrototypeBD-র ম্যাটেরিয়াল তালিকায় গিয়ার ও ক্ষয় হয় এমন পার্টসের জন্য PA (Nylon)-এর কথা বলা আছে। হালকা কাজের প্রদর্শনী মডেলে PLA বা PETG-ও চলে। ব্যবহার জানালে আলোচনা করে ঠিক করা হয়।

ভাঙা গিয়ার দেখে নতুন গিয়ার বানানো যায়?

যায়। ভাঙা গিয়ারের ছবি, দাঁতের সংখ্যা আর মাপ থেকে CAD-এ নতুন মডেল বানিয়ে প্রিন্ট করা যায়।

প্রিন্ট করা মেকানিজম কি আগে থেকে জোড়া দেওয়া অবস্থায় পাওয়া যায়?

এটা প্রজেক্টের ওপর নির্ভর করে। অর্ডারের সময় জানান আলাদা পার্টস চান নাকি জোড়া দেওয়া মডেল, সে অনুযায়ী আলোচনা হয়।

আপনার মেকানিজমও চালু হোক। গিয়ার বা চলমান মডেলের স্কেচ, মাপসহ ছবি অথবা 3D মডেল ফাইল পাঠান, আমরা কোটেশন তৈরি করে দেব। ফাইল থাকলে 3D প্রিন্ট কোটেশন, আর ডিজাইন লাগলে CAD ডিজাইন কোটেশন পাতা ব্যবহার করুন, অথবা WhatsApp করুন 01884-502768 নম্বরে। আমাদের ওয়ার্কশপ আফতাবনগর, ঢাকায়।