Добавление винтовой резьбы

Добавление винтовой резьбы для 3D-комопнентов

Компания Formlabs разрабатывает множество функциональных компонентов для печати на принтере Form 2 (наш стереолитографический, или SLA, 3D-принтер). Эти компоненты включают как внутренние прототипы, используемые для НИР, так и приспособления и крепеж, которые будут использоваться на наших производственных линиях, и компоненты для изменения дизайна до отливки окончательной детали из такого материала, как нейлон.

Независимо от применения, мы довольно часто сами нуждаемся в комбинировании нескольких компонентов с помощью винтов, и после того, как мы создали улучшенную формулу нашего жесткого проектировочного полимера, различия между обзорными прототипами и функциональными прототипами уменьшились.

Эта статья является руководством по использованию винтов в SLA 3D-компонентах. Существует множество способов соединить несколько 3D-печатнных компонентов, но если Вам нужно многократно соединять и отсоединять компоненты и получить надежное механическое крепление, нет реальной замены настоящей металлической резьбе.

Варианты дизайна для винтовой резьбы

Давайте рассмотрим некоторые из различных вариантов дизайна, которые мы собрали за многие годы в Formlabs и из Ваших предложений. Мы упорядочили эти варианты, исходя из того, что, по нашему мнению, является наилучшим вариантом, с плюсами и минусами каждого варианта, перечисленными для разных вариантов использования.

ВИНТОВЫЕ РАСШИРЯЕМЫЕ ВСТАВКИ ДЛЯ ПЛАСТИКОВ

Плюсы:  Прочное удержание в 3D-отпечатанных компонентах без клея. Металлическая резьба прочная и многоразовая.

Минусы: Вставки могут ослабевать при повышенных температурах.

Вставки для термоусадки предназначены для установки в термопласты с использованием паяльника с установочным наконечником. Они могут использоваться как сконструированные в акриловых листах и моделях с плавным осаждением (FDM), но не могут быть установлены в фотополимерные SLA- компоненты, которые деформируются, но не плавятся при нагревании.

Тем не менее, накатка и гребни на вставках с термоусадкой делают их очень эффективными для добавления резьбы , если Вы склеиваете их с помощью двухкомпонентного эпоксидного клея или CA-клея. Перед установкой определите диаметр втулки как самый большой диаметр вставки и нанесите небольшой шарик клея. Убедитесь, что деталь полностью высушена и затвердела.

КЛЕЙ В ТЕРМОУСТАНОВОЧНЫХ ВСТАВКАХ ДЛЯ ПЛАСТИКОВ

Плюсы: Очень прочное удержание в 3D-отпечатанных компонентах. Металлическая резьба прочная и многоразовая.

Минусы: Требуется клей (не пытайтесь установить с помощью паяльника!).

Тем не менее, накатка и гребни на вставках с термоусадкой делают их очень эффективными для добавления резьбы , если Вы склеиваете их с помощью двухкомпонентного эпоксидного клея или CA-клея. Перед установкой установите диаметр втулки как самый большой диаметр вставки и нанесите небольшой шарик клея. Убедитесь, что деталь полностью высушена и затвердела для достижения наилучших результатов.

РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ ИЛИ РЕЗЬБОНАКАТЫВАЕМЫЕ ВИНТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ПЛАСТМАСС

Плюсы: Используйте те же самые крепежи в прототипировании, что и при производстве литьевых деталей. Втулки, изготовленные с помощью Tough (и Durable) полимеров, вряд ли будут трескаться, если Вы будете следовать рекомендациям по дизайну втулки от производителя винтов.

Минусы: Винты надежно удерживаются, но резьба не будет сохраняться при повторном использовании. Стандартные полимеры могут использоваться, но с большей вероятностью будут трескаться.

Соблюдайте рекомендации производителя по размерам втулки и печатайте с использованием технических материалов с высокой ударной вязкостью (например, наших Tough или Durable полимеров). Дайте деталям полностью затвердеть перед использованием винтов. Если Вы создаете прототип для литьевой детали, которая будет использовать резьбонарезные или резьбонакатные винты в своей окончательной сборке, это хороший вариант для ее распечатки и тестирования.

ШУРУПЫ ПО ДЕРЕВУ

 

Плюсы:  Нет необходимости покупать специальные винты для пластмасс.

Минусы: Винты крепко держатся, но резьба не будет сохраняться при повторном использовании.

Мы также опробовали шурупы в нашем Tough полимере и обнаружили, что они функционируют так же, как и винты с резьбой, предназначенные для пластмасс. Удостоверьтесь, что диаметр отверстия в винтовой втулке измеряется между основным (резьбовым) диаметром винта и малым диаметром. Показанный винт представляет собой шуруп № 8 в отверстии диаметром 0,16 дюйма.

ПЕЧАТНАЯ РЕЗЬБА

Плюсы:  Может работать для создания прототипа большей резьбы и пользовательской резьбы.

Минусы: Недолговечное и не многоразовое крепежное решение, особенно в меньших масштабах.

Печать резьбы работает лучше для наших Standard полимеров, чем Tough полимеров, потому что они намного прочнее. Эта резьба будет по-прежнему относительно хрупкой, в зависимости от размера, и не является лучшим выбором для системы постоянного многоразового крепежа.

Как правило, размер ¼ -20 или больше создает функциональные детали без необходимости последующей обработки. Для небольших винтов резьба должна быть изменена для создания лучшего крепежа. Например, печать полукруглого профиля (на винте и гайке) и использование смещения 0,1 мм обеспечивает лучшее зацепление резьбы с улучшенными характеристиками износа. Для всех винтов лучше всего ориентировать детали, чтобы избежать касания поддерживающими конструкциями любых резьб.

Мы надеемся, что это руководство было полезным обзором некоторых вариантов механического крепежа, доступных для 3D- печатных деталей! Если Вам интересно изучить фактическую модель тестирования, которую мы использовали, загрузите .STL файл.