大家好！ 我将尝试谈一谈我如何使用3D打印机制作气枪驱动器，它产生了什么以及我必须面对的困难。 对于喜欢气枪，DIY或3D打印的人来说，本文可能会很有趣。 对于那些不熟悉气枪但想阅读有趣而复杂的3D打印项目的人，这里有一个简短的解释，说明存在什么风险以及为什么不容易构建气枪驱动器。
TLDR：在3D打印机上，您可以打印工作的气枪驱动器，包括齿轮箱外壳。 一对在公共领域发布的相关模型。 本文介绍了它们是如何开发的。
法律说明根据俄罗斯联邦的法律，枪口能量小于3焦耳的电动气动武器是一种玩具。 本文与3D打印枪支或任何其他武器的制造无关。
教育计划写完这篇文章后，我意识到，原则上，许多读者并不熟悉气枪的用途和驱动器的作用。 我将尝试在几个段落中重点介绍该问题的技术方面。
气枪（在前苏联更名为气枪）是一种团队战术游戏，是彩弹射击或激光标记的竞争对手。 它与远距离的彩弹射击有所不同，不需要太多的保护。 从激光标签-子弹在参与者之间传递，而不是信息。 另一种选择是“一群成年男子用玩具枪互相射击。”
在游戏中，使用最广泛的电动气动枪（通常称为“驱动器”）在6mm口径的塑料球下。 运作方式：
- 马达通过齿轮系统使活塞翘起。
- 特殊吃水将球送入枪管。
- 释放后，活塞在主弹簧的作用下向前移动，从而在气缸中产生气压。
- 枪管开始处有一个可选模块，即跳车，可以使球扭转。 （由于伯努利效应，沿水平轴扭曲球可以增加球轨迹的持久性）
- 气压将球推出枪管。
- 单发时，循环停止；发爆时重新开始。
维基百科动画图片：
从桶中飞出的球质量较小（0.2-0.4克），速度较高（100-170 m / s）。 电池用作能源，目前通常是锂电池，具有高电流效率。 发射时，11.1V电池发出的电流约为30A。 系统的效率很小-输入端的〜300VA /秒变成输出端的〜20焦耳（每秒16-18球，能量略高于1J或10球，能量2 J）。 这些测量是针对本文中介绍的最后一个驱动器进行的，但对于大多数类似产品来说都是非常典型的。
如果出现任何严重问题（松紧，零件未对准，污染或机械损坏），压射速度会下降或散布很大，这会严重影响精度。 在发烧友中，广泛相信只有使用安装在以最小公差制造的铸造或铣削金属外壳中的最高质量的组件，才能获得良好的可重复性结果。 这种情况称为变速箱（齿轮箱），是整个系统的核心。 变速箱上的负载随着主弹簧力的增加和射速的增加而迅速增加。
在本文的稍后部分，我将讨论如何尝试用塑料制造压缩机外壳以及取得的结果。
一点历史
大约20年前，我对调整气动气动装置非常感兴趣。 最初，它是对中国玩具的外部和内部改进，随着日本电动气动工具的广泛普及，他转向了这种玩具。 大概修复了1050个驱动器。 一段时间以来，我通过这种兴趣获利，但我工作缓慢，对自己而言，我更喜欢它。
2007年，我尝试制造了第一台铣削齿轮箱。 如果将其夹在虎钳中并固定在某些地方，它会起作用；）通过工作量，有几件事情变得很清楚：
- 您可以自己制造变速箱的船体。
- 大量的努力，尝试和错误如此之大，以至于这样做只能用于自定义，而普通的变速箱是不会被塞满的。
当我有了3D打印机时，我决定再次制造铣削齿轮箱。 对零件进行原型制作并查看它们如何协同工作的能力应避免许多错误。
第一台3D打印机第一台3D打印机是Prusa Mendel。 摇晃，响亮，低于3mm的条形 零件是用某种ABS塑料印刷的（当时我对特定的制造商并不特别感兴趣）。 层数-0.3毫米。 我在2012年买了这台打印机。
在印刷并组装了第一台原型机之后，事实证明，印刷出的变速箱并没有立即散开。 看到一个工作的变速箱，对于它的创建，您不必站在铣床的后面-太酷了。 这项工作加速了很多次，可以绘制图纸，在晚上盖章并在第二天收集细节。
变速箱总成上部的早期版本的视图。第一版
我决定制造一个塑料齿轮箱，在困难的地方用铝板加固。 可以设想：用于固定齿轮衬套的板，带有用于引导活塞的铣槽的板，以及在必要时从箱体外部进行系紧的方法。 当然，这些唱片的原型首先是用塑料制成的。 结果，零件仍然是塑料的-事实证明它们本身很坚固。
还应该独立制造汽缸盖，使其更大以确保承受最大冲击载荷的位置的强度。 总的来说，这个想法并没有实现。在以下驱动器中，我使用了标准的气缸盖和庞大的跳动式外壳，其紧固作用就像拉杆式拉杆。
已为创建的变速箱开发了一个壳体。
2013年，尚未制作出蝎子evo3气枪，这对我来说似乎很美。 但是，我并没有设定精确复制的任务-我想制造类似的紧凑型冲锋枪，轻巧，狭窄，但配有完整的变速箱。
蝎子EVO3 S1。 图片来源-维基百科。事实证明，这项工作比计划的要艰巨得多-对于印刷零件的组装，经常需要用文件定稿细节。 但是，握在手中的世界上第一个印刷的气枪驱动器温暖了心灵。 我认为这是很了不起的成就=）我要特别感谢我的妻子，他支持我的实验并参与了完成项目的最后绘画。 可能由于缺乏了解和支持，该项目将被放弃。
拆卸后的驱动器显示了其他模块如何连接到上部接收器对于那些希望重复设计的人，STL文件已发布在Thingiverse上。 因此，第一个打印驱动器成为开源产品。 我不知道是否有人可以自己打印并使其正常工作。 资料来源于2014年发布。观看次数超过50,000，下载次数接近5,000，因此可能发现了一个固执的人。 对于那些感兴趣的人，可以在
https://www.thingiverse.com/thing:461896上找到STL。
准备和涂漆的驱动器在第一个驱动器准备就绪后，我想做更多的事情-更多，更完美，更有趣。 设计了一个bullpup，从中仅将不良照片和大量细节留在一个“项目”框中。 首次测试了用铝通道加固车身的概念-它实际上不会增加多余的重量，并且使车身具有抗弯曲性。 实际上，塑料盒中的工厂制造的驱动器也会遇到此问题，因此该问题是由于未使用3D打印引起的。
打印机更换在2016年底，我开发并组装了一款新的3D打印机，该打印机具有坚固的机架，机器导轨（MGN-12），XY核心方案和扩大的工作台。 新的打印机支持更高的速度，更安静，对挤出机进行了水冷以及许多实验性的发展（24v电子设备，安静的驱动器，220v的加热台）。 不幸的是，尽管它可以正常工作并且上面打印了以下所有驱动器，但是它从未完成。 好的，托架需要更改，热箱未组装，需要制作灵活的电缆通道。 在以下某些照片中，打印机的瑕疵和设置将非常明显，我向完美主义者打印机表示歉意。
所有其他驱动器均从0.2毫米厚的FD-plast ABS条上打印。 我没有进行用于印刷齿轮箱的其他塑料的实验，如果ABS运作良好，我觉得很乏味。
第二版
在玩气枪的过程中，我一直在寻找自己最方便的驱动器。 从广泛的到非常具有异国情调的，可能替换了一百多种选择，但从未找到绝对合适的选择。 因此，提出了使驱动器尽可能模块化的想法-让每个用户都可以打印他最喜欢的一组零件。
这个想法本身并不是什么新鲜事物；世界各地的枪匠都在尝试制造用于解决各种问题的模块化枪支。 一个示例是Stoner 63武器系统，根据组件的不同，它可以将外观从卡宾枪改为机枪。
斯通纳63建造选项的各种照片，摄于forgottenweapons.com开源3D打印驱动器的第二个版本是一个上部接收器，该接收器具有相当厚的壁和一个铝制通道框架，在下部接收器上装有齿轮和电机（通常是手枪式握把），商店接收器和外壳面板。 案例的版本已经印制了很多，但是，当我可以开始出版时，我已经被另一个想法所吸引。
第二个版本有两个选项。 它们在上部接收器和前置装置的装饰上有所不同。第三版
在第三版本中，变速箱上部的船体厚度减小。 据推测，这将使外壳的外壁更厚，并为设计工作留出更多空间而不会使外壳变厚。 事实证明，即使是厚度减小的壁也可以使用强大的（140）弹簧来应对。 此外，圆柱孔周围的壁可以通过孔进一步释放。 由于壁“向内”变厚而获得了该结果。 额外的塑料围绕汽缸和活塞流动会产生一种“角”，这种角比板更难以弯曲。
变速箱顶部的视图通常，在此框架上，您还可以组装冲锋枪，类似于之前介绍的冲锋枪。 但是我想提出一个美观，最有效的解决方案-将最有效的选择放在紧凑的尺寸上。 枪管的底部直径为455毫米（枪管用于卡拉什尼科夫气枪）。 变速箱的内部-与变速箱3版本兼容的任何tm。 为了紧凑起见，选择了防撞罩形状（弹匣位于手枪握把后面的位置）。 从M16开始使用的商店-被选择用于在商店前广泛分布和放置球形进给器。 反过来，这可以让您在枪托和扳机之间保持人体工程学距离，并在手柄和弹匣之间留出足够大的间隙（听起来很容易，但这是批评这种外形的真实武器的最关键时刻之一）。 电池仓应有足够的空间。
变速箱的底部开口额外的严格限制-任何零件都必须放在预算打印机的热台上（200x200 mm）。 为了使细节可以在紧凑的桌子上打印，我不得不动脑筋。
外壳的概念是故意选择的未来派风格-我想使驱动器一目了然。 设计对我来说非常困难-我不得不查看数千种出色武器的参考图像，寻找最佳解决方案，然后了解工作机制和人体工程学如何适应这一点。
这是建筑物的设计作为变速箱可靠性测试的一部分，它已通过m100 Systema和m130 Guarder弹簧进行了测试。 给定的初始速度对应于工厂驱动器的相当高质量的组件（不幸的是，我没有0.20球，我不得不使用0.28计时码表并重新计数）。 对于m100弹簧，近似速度为100 m / s，对于130个弹簧，近似速度为148 m / s。 这不是最佳性能，但也不低于平均水平。 应当记住，我们使用了调整其他驱动器后剩下的基本备件，因此毫无疑问，印刷齿轮箱不会出现影响效率的长期缺陷。 变速箱可以承受一长串的毛坯（弹簧护罩m130，约200发），此后塑料上没有硬化。
测试期间的变速箱装配以100 m / s的速度，跳动成功使球旋转，0.28球的飞行距离虽然很慢，但超过了50 m（在开放的体育射击场中射击，实数米）。 在当前的装配中，精度差强人意，但最有可能的原因是我拥有的跳动橡皮筋已经很旧了（在过去的8年中，我没有购买新的备件，家里有很多这样的备件）。
应当注意的是，这一次，不仅STL文件而且solidworks源代码都以开放访问的形式发布。 我试图遵循某些命名图纸元素的标准，并使细节尽可能清晰。 另外，我选择了零件的公差，以使其适合文件，而无需费力地工作。 变速箱必须打印10件，直到质量开始适合我。
我从彩色塑料上打印了一些细节，以强调总体上的控件和美学解决方案。 结果，驱动器开始如下所示：
完成驱动器的类型资料发表在thingiverse上 。
该模型的布局于2018年中至下半年。当前，该模型的根节点具有超过25,000次浏览和4.5万次下载，我希望它对发烧友进行重复或升级很有用。
有兴趣的时候，我打算添加更详细的组装说明，或者尝试从摄像机前面的部件组装驱动器。 基本版本需要电子钥匙，只有自动射击。 有一个功能原型，可以通过电池监视系统根据电流强度和工作时间对单个灯进行电子切断。 但是，为此，您将不得不重新制作一个新的盒子。 有一个想法可以尝试创建一个Patreon帐户，并为用户提供外部机壳和电子设备的替代选项。 我很乐意在评论中提供有关组织Patreon的建议。
谢谢你