Im Internet findet man reichlich Anweisungen, wie man mit Blender Zahnräder konstruieren kann, die sich zum 3D-Druck eignen. Aber so ganz haben sie mich nicht überzeugt. So gibt es zum Beispiel ein Addon, bei dem die Form der Zähne ... na ja, vergessen wir's. Main Bestreben war ein Verfahren, mit dem man schnell und unkompliziert die verschiedensten Zahnräder zusammenbasteln kann. Der Weg dahin führte über einen einzelnen Zahn. Nur diesen habe ich als Blender-Datei gespeichert, das reicht.

Schauen wir uns diesen Zahn von oben in der Ortho-Ansicht an. Um damit möglichst problemlos weiterarbeiten zu können, sollte der Zahn in genau dieser Weise angeordnet sein: Er sollte noch oben in y-Richtung zeigen und platt auf der Grundebene liegen. Wichtig: Wenn der Zahn vorher anders gelegen hatte und mittels Rotation in diese Lage gebracht wurde, dann sollte diese Rotation unbedingt über das Objektmenü "applied" werden, andernfalls gibt es bei den Modifiern dreidimensionale Verrenkungen. Im Properties-Menü sollten alle Rotationen dann auf 0 stehen, ebenso wie die Locations.

Ein weiterer, sehr wichtiger Punkt ist die Lage des Meshes. Damit die Aneinanderreihung der Zähne auch an gekrümmten Linien sauber vonstatten gehen kann, muss der Origin des Zahns exakt auf halber Zahnhöhe liegen. Damit wird sichergestellt, dass die Zähne immer den richtigen Abstand zueinander haben (in diesem Fall 4 mm), egal ob es sich um eine gerade Zahnstange oder ein Zahnrad handelt.

Nun ein Blick auf die Form des Zahns. Ich bin kein Zahnradexperte, aber da die Dinger ineinander greifen müssen, bin ich von der Grundform des Trapezes ausgegangen, habe dann die Ecken abgerundet und die Flanken in der Mitte etwas nach außen gewölbt. Bei der Konstruktion, auf die ich hier nicht näher eingehen will, habe ich das Trapez mit mehrern Punkten auf der Grundfläche aufgebaut, natürlich mit einem Mirror-Modifier, damit das Ganze sauber symmetrisch wurde. Schließlich die Extrusion in Z-Richtung, fertig. Das Bild zeigt, wie aneinandergereihte Zähne ineinandergreifen. Nur zur Kontrolle.

Um nun zu einem Zahnrad zu gelangen, wird ein weiteres Objekt hinzugefügt, und zwar ein Bezier-Circle. Der liegt genau auf dem Nullpunkt des globalen Koordinatensystems und muss dort verbleiben.

Nun wird der Zahn markiert, und er wird mit einem Array-Modifier versehen. Als Beispiel nehmen wir an, dass ein Zahnrad mit 20 Zähnen entstehen soll.

Im nächsten Schritt muss die Zahnstange um den Bezier-Circle gewunden werden. Das besorgt ein weiterer Modifier vom Typ Curve, bei dem als Objekt der Bezier-Circle ausgewählt wird.

Natürlich passen die Zahnreihe und der Circle noch nicht zusammen. Da wir als Vorgabe 20 Zähne gewählt haben, markieren wir einfach den Circle und skalieren ihn so, dass die Zahnreihe zusammenstößt, mit einer klitzekleinen Überlappung, damit beim gedruckten Zahnrad keine Bruchstelle entsteht. Der umgekehrte Weg, nämlich die Anpassung der Zahnanzahl an einen vorgegebenen Durchmesser ist natürlich auch möglich, wenn man anschließend die Feinjustierung über den Bezier-Circle vornimmt. Bei größeren Zahnrädern (mehr als 60 Zähne) kann das einigermaßen gelingen. Grundsätzlich gilt, dass der Umfang des Bezier-Circles ein Vielfaches des Zahnabstandes betragen muss. Mit diesem Wissen im Hinterkopf und etwas Rechnerei lassen sich Zahnradpaare konstruieren, die einen gewünschten Achsenabstand haben. Beim Metallbaukausten ist das ja wünschenswert. Man kann natürlich auch den Zahnabstand variieren, wenn man in Kauf nehmen will, dass immer nur zwei Zahnräder zusammenpassen.

Auf die weitere Arbeit am Zahnrad will ich nicht mehr eingehen. Vorausgesetzt, der Zahnkranz liegt immer noch sauber auf dem Nullpunkt, lässt sich leicht eine zylindrische Füllung mit zentraler Bohrung für die Achse (oder was auch immer) konstruieren und mittels Join mit dem Zahnkranz verbinden. Vor dem Export ins Stl-Format wende ich noch die Modifier mit Apply an. Das war's, viel Erfolg.