Spis treści:
- 1 Gwinty w druku 3D
- 2 Innowacje technologiczne w procesie osadzania gwintów w wydrukach 3D
- 3 Śruby rozprężne do tworzyw sztucznych
- 4 Klej w insertach termoutwardzalnych do tworzyw sztucznych
- 5 Nakrętka w niestandardowej kieszeni z nadrukiem 3D
- 6 Śruby do gwintowania lub formowania gwintów przeznaczone do tworzyw sztucznych
- 7 Wkręty do drewna
- 8 Co wybrać?
Jeśli nasz projekt do druku 3D składa się z co najmniej dwóch elementów wymagających połączenia śrubowego, warto rozważyć dobranie odpowiedniego gwintu.
Gwinty w druku 3D
W tym artykule przedstawiono charakterystyki, wady i zalety połączeń gwintowanych stosowanych w druku 3D, a także proponowane sposoby ich montażu.
Innowacje technologiczne w procesie osadzania gwintów w wydrukach 3D
Współczesna technologia druku 3D obejmuje bogate zaplecze materiałowe. Odpowiednio do naszego projektu możemy skorzystać z filamentu, który będzie spełniał nasze wymagania odnośnie do m.in. wytrzymałości materiału. Bardzo często może się jednak okazać, że drukowane elementy 3D trzeba ze sobą w jakiś sposób połączyć i to tak, aby całość wyglądała estetycznie i wzorowo spełniania swoją rolę pod kątem stabilności i wytrzymałości konstrukcji. Bez względu na zastosowanie docelowe, często musimy łączyć wiele elementów drukowanych w 3D za pomocą śrub i łączników gwintowanych.
Wraz z rosnącą biblioteką wszechstronnych i niezawodnych filamentów, w tym żywicznych, różnice między dobrze wyglądającymi prototypami a funkcjonalnymi prototypami maleją. Istnieje wiele innych sposobów łączenia ze sobą wielu części wydrukowanych w 3D, ale jeśli musimy wielokrotnie dołączać i odłączać komponenty składowe, to oprócz wytrzymałego filamentu potrzebujemy solidnego mocowania mechanicznego. Jak w takim razie poradzić sobie bez użycia klasycznych, metalowych gwintów? Jest na to kilka zaskakująco skutecznych sposobów!
Śruby rozprężne do tworzyw sztucznych
Projektując nasz obiekt do druku 3D, w miejscach montażu należy utworzyć kieszenie o głębokości i średnicy zgodne ze specyfikacją wkładki montażowej. Po wydrukowaniu, miejsce montażu należy przemyć alkoholem izopropylowym i pozostawić do wyschnięcia bez utwardzania. Następnie należy wcisnąć wkładkę do kieszeni za pomocą wkrętaka z końcówką kulkową i użyć śruby, aby całkowicie ją rozwinąć i zamocować w otaczającym plastiku. Następnie należy utwardzić część, aby zredukować efekt pełzania i jeszcze bardziej wzmocnić przyczepność wkładki do tworzywa sztucznego (lub innego filamentu o podobnej wytrzymałości). Zapisanie tego kroku na koniec zmniejsza prawdopodobieństwo, że wkładka uszkodzi kieszeń podczas rozszerzania temperaturowego.
Zalety: Mocne mocowanie do części drukowanych w 3D bez kleju. Metalowe gwinty są mocne i wielokrotnego użytku.
Wady: W podwyższonej temperaturze wkładki mogą się poluzować.
Klej w insertach termoutwardzalnych do tworzyw sztucznych
Wkładki gwintowane utwardzane na gorąco są przeznaczone do montażu w tworzywach termoplastycznych za pomocą lutownicy z końcówką montażową. Mogą być używane tak, jak zostały zaprojektowane w arkuszach akrylowych i częściach do przeznaczonych do druku 3D metodą wytwarzania przyrostowego (FDM), ale nie mogą być instalowane w częściach fotopolimerowych SLA, które odchylają się, ale nie topią się po podgrzaniu. Jednak radełkowanie i grzbiety na wkładkach termoutwardzalnych sprawiają, że są one bardzo skuteczne w dodawaniu gwintów, o ile przykleja się je dwuskładnikowym klejem epoksydowym lub klejem cyjanoakrylowym. Średnicę piasty montażowej należy dopasować do największej średnicy wkładki i nałożyć niewielką kroplę kleju przed montażem. Upewnijmy się, że część montowana jest całkowicie sucha i utwardzona, aby uzyskać najlepsze wyniki.
Zalety: Bardzo mocna przyczepność do elementów drukowanych w 3D. Metalowe gwinty są mocne i wielokrotnego użytku.
Wady: Wymaga kleju (nie wolno używać lutownicy!).
Nakrętka w niestandardowej kieszeni z nadrukiem 3D
Dodanie sześciokątnej kieszeni z tyłu powierzchni czołowej w celu dopasowania nakrętki tworzy trwały kontakt metal-metal wielokrotnego użytku. Aby uzyskać dodatkową wytrzymałość na wykręcanie, możemy wybrać nakrętkę kwadratową. Ta nakrętka może być również plastikowa lub zawierać elementy blokujące. W razie potrzeby kropla kleju cyjanoakrylowego utrzyma nakrętkę w miejscu, ale modelowanie w kieszeni z boku całkowicie eliminuje potrzebę klejenia. Aby wykonać pasowanie na wcisk wokół otworu prześwitowego wokół samej śruby, zadbajmy o zachowanie odstępu na poziomie 0,1mm wokół nakrętki.
Zalety: Nakrętki są łatwo dostępne dla każdej potrzebnej śruby.
Wady: Boczne kieszenie na nakrętki mogą wyeliminować potrzebę stosowania kleju, ale część może być trudniejsza do utrzymania podczas drukowania.
Śruby do gwintowania lub formowania gwintów przeznaczone do tworzyw sztucznych
Przy tej metodzie montażu, należy postępować zgodnie z wytycznymi producenta dotyczącymi wymiarów piasty i drukować przy użyciu materiałów konstrukcyjnych o wysokiej udarności. Przed użyciem śrub montażowych, należy całkowicie utwardzać fragmenty druku, w których będziemy umieszczać gwinty. Jeśli utworzymy prototyp części formowanej wtryskowo, która będzie używać śrub do formowania lub nacinania gwintów w końcowym montażu, jest to dobra opcja do wydrukowania i przetestowania tego prototypu.
Zalety: Można używać dokładnie takich samych elementów montażowych w prototypowaniu, co w przypadku montażu elementów formowanych wtryskowo.
Wady: Śruby trzymają się mocno, ale gwinty nie wytrzymają wielokrotnego użycia tak jak gwinty metalowe. Żywice standardowe będą działać, ale są bardziej podatne na pękanie.
Wkręty do drewna
Okazuje się, że dla druku 3D z żywicy światłoutwardzalnej, przy łączeniu ze sobą elementów bardzo dobrze sprawdzają się wkręty do drewna. Co ciekawe, stabilność konstrukcji przy ich wykorzystaniu jest identycznie dobra jak przy wkrętach przeznaczonych do gwintowania tworzyw sztucznych. Przed rozpoczęciem montażu, musimy upewnić się, że średnica otworu piasty śruby jest zmierzona między główną (gwint) średnicą śruby a mniejszą średnicą.
Zalety: Nie ma potrzeby kupowania specjalnych śrub do tworzyw sztucznych.
Wady: Śruby trzymają się mocno, ale gwinty nie wytrzymają wielokrotnego użycia tak jak gwinty metalowe.
Co wybrać?
Przedstawione metody umieszczania gwintów w druku 3D, pozwalają na uzyskanie bardzo dobrych rezultatów nawet bez widocznych śladów pasowania. Wybór metody osadzania gwintów należy do nas. Pamiętajmy, żeby przy wybieraniu metody osadzania gwintów kierować się materiałem, z którego są wykonane elementy naszego druku 3D. Ten czynnik rzutuje szczególnie na trwałość konstrukcji docelowej.
