3D отпечатаните части могат да бъдат подобрени чрез използване на свързващи стави & взаимосвързани части в рамките на дизайна, но те могат да бъдат трудни за 3D печат на размери. След като имах някои неуспехи с 3D печат на тези части, реших да напиша статия за това как да ги 3D печат правилно.

За да отпечатате 3D съединителни стави & взаимосвързани части, трябва да се уверите, че принтерът ви е калибриран правилно, така че да не се подлага на екструдиране или да не се преекструдира, което позволява по-добра точност на размерите. Искате да оставите подходящо пространство и разстояние между двете части. Използвайте метода на пробите и грешките за най-добри резултати.

Освен това, за да отпечатате успешно тези части, трябва да следвате някои важни съвети за проектиране, ако създавате тези модели сами.

Това е основният отговор на въпроса как да принтирате 3D свързващи съединения и части, но в тази статия има още информация и съвети за проектиране, които ще ви бъдат полезни. Затова продължавайте да четете, за да разберете повече.

Какво представляват ставите?

За да обясним най-добре какво представляват фугите, нека вземем това определение от дървообработването. Съединенията са място, където две или повече части се съединяват, за да образуват по-голям и по-сложен обект.

Въпреки че това определение е от дървообработването, то все още е валидно за 3D принтирането. Това е така, защото при 3D принтирането използваме съединения за свързване на две или повече части, за да създадем по-голям обект с по-сложна функционалност.

Например можете да използвате ставите като точка на свързване за сглобяване на няколко части в сглобка. Можете да ги използвате за свързване на части, които са твърде големи, за да бъдат отпечатани на вашето 3D печатащо легло като един обект.

Можете дори да ги използвате като средство, позволяващо движение между две иначе твърди части. И така, виждате, че ставите са чудесен начин да разширите творческите си хоризонти в 3D принтирането.

Какви видове 3D отпечатани стави има?

Благодарение на 3D художниците, които продължават да разширяват границите на дизайна, има много видове стави, които можете да отпечатате 3D.

Можем свободно да ги разделим на две категории: Взаимосвързващи се фуги и снап-фит фуги. Нека ги разгледаме.

Взаимосвързани фуги

Сглобките са популярни не само в дървообработването и 3D принтирането, но и в каменоделството. Тези сглобки разчитат на силата на триене между две съвпадащи части, за да задържат съединението.

Конструкцията на блокиращото съединение изисква изпъкналост на едната част. На другата част има прорез или жлеб, в който се поставя изпъкналостта.

Силата на триене между двете части държи съединението на място, като обикновено намалява движението между двете части, така че връзката е плътна.

Съединение на кутията

Кутиеобразното съединение е едно от най-простите съединения. Едната част има поредица от кутиеобразни издатъци, наподобяващи пръсти, в края си. В другата част има кутиеобразни вдлъбнатини или отвори, в които издатъците се поставят. След това можете да съедините двата края, за да получите безпроблемно съединение.

По-долу е представен чудесен пример за сглобка на кутии, която е много трудно да се разглоби.

Съединение на опашка

Гълъбовата опашка е лека разновидност на кутиеобразната опашка. Вместо кутиеобразни издатъци профилът ѝ има по-скоро клиновидна форма, наподобяваща опашката на гълъб. Клиновидните издатъци осигуряват по-добро и по-плътно напасване поради повишеното триене.

Тук е представено съединение на опашка в действие с невъзможната кутия за опашка от Thingiverse.

Фуги с език и жлеб

Съединенията "език и жлеб" са друга разновидност на кутиеобразното съединение. Можем да използваме това съединение за връзки, които се нуждаят от механизъм за плъзгане и други движения в една посока.

Профилите на точките на свързване са същите като тези на кутиеобразните съединения или съединенията тип "лястовича опашка". В този случай обаче профилите са по-разширени, което дава на съединяващите се части относителна свобода на приплъзване помежду им.

Можете да намерите отлично изпълнение на тези съединения в много популярните модулни шестоъгълни чекмеджета, наречени HIVE.

Както можете да видите, оранжевите отделения се плъзгат в белите контейнери, създавайки съединение с езиче и жлеб, което има предназначение да се нуждае от насочващи движения.

За някои проекти има смисъл да се отпечатват 3D плъзгащи се части, така че това наистина зависи от проекта и работата като цяло.

Снап-фит съединения

Снап-фит съединенията са един от най-добрите варианти за свързване на пластмасови или 3D отпечатани обекти.

Те се формират от притискане или огъване на съвпадащите части в положение, в което те се задържат на мястото си поради взаимодействието между блокиращите елементи.

Затова трябва да проектирате тези блокиращи елементи така, че да са достатъчно гъвкави, за да издържат на натоварването при огъване. Но от друга страна, те трябва да са и достатъчно твърди, за да задържат съединението на място след свързването на частите.

Конзола Snap се вписва

При конзолното закрепване се използва кука в края на тънка греда на една от частите. Стискате я или я отклонявате и я вкарвате в образуваната междина, за да я закрепите.

Тази друга част има вдлъбнатина, в която се плъзга и се захваща съединителят с кука, за да се създаде съединението. След като съединителят с кука се плъзне във вдлъбнатината, той възвръща първоначалната си форма, като осигурява плътно прилепване.

Пример за това са много дизайни, които можете да видите в Thingiverse, като модулния дирижабъл Snap-Fit. Частите му са проектирани по начин, по който можете да щракнете частите на място, вместо да ги лепите.

Във видеоклипа по-долу е показан чудесен урок за създаване на лесни калъфи с прилепване във Fusion 360.

Ъгловати прихващания

Пръстеновидните съединения обикновено се използват при части с кръгли профили. Например един компонент може да има издаден от периферията си хребет, докато съвпадащата му част има изрязан в ръба си жлеб.

Когато натиснете двете части по време на сглобяването, едната част се отклонява и разширява, докато гребенът намери жлеба. След като гребенът намери жлеба, отклоняващата се част се връща към първоначалния си размер и съединението е завършено.

Примери за пръстеновидни съединения включват шарнирни съединения, капачки за писалки и др.

Във видеото по-долу е показан пример за функционирането на сачмената връзка.

Усукващи се приставки

Тези видове съединения използват гъвкавостта на пластмасите. Те работят по подобие на ключалка. Съединител с кука и свободен край държи двете части заедно, като се захваща за издатина на другата част.

За да освободите това съединение, можете да натиснете свободния край на закачения конектор. Други забележителни видове връзки и съединения, които можете да отпечатате на 3D принтер, включват панти, винтови съединения, съединения на улуци и др.

Maker's Muse разглежда как да проектирате шарнири за 3D печат.

Как се отпечатват 3D съединения и части?

Най-общо казано, можете да принтирате 3D съединения и части по два начина. Те включват:

• Отпечатване на място (затворени съединения)
• Отделно отпечатване

Нека разгледаме по-добре тези методи.

Печат на място

Принтирането на място включва отпечатване на всички свързани части и съединения заедно в сглобено състояние. Както се казва в наименованието "захванати съединения", тези части са съединени от самото начало и повечето от тях често не могат да се свалят.

Можете да принтирате 3D съединения и части на място, като използвате малко разстояние между компонентите. Пространството между тях прави слоевете между частите в съединението слаби.

След отпечатването можете лесно да усуквате и прекъсвате слоевете, за да получите напълно подвижна става. По този метод можете да проектирате и отпечатвате шарнири, сачмени шарнири, сачмени шарнири, винтови шарнири и др.

Можете да видите този дизайн на практика във видеото по-долу. Направих няколко модела с този дизайн и той работи много добре.

Ще разгледам по-подробно начина на проектиране на фуги на място в следващ раздел.

Можете също така да ги отпечатате, като използвате разтворими носещи структури. След отпечатването можете да отстраните носещите структури, като използвате подходящ разтвор.

Отделно отпечатване

Този метод включва отпечатване на всички части в сглобката поотделно и последващото им сглобяване. Методът на отделните части обикновено е по-лесен за изпълнение от метода на отпечатване на място.

Този метод може да се използва за усукващи се, конзолни и някои пръстеновидни съединения.

При него обаче липсва свободата на проектиране, която предлага методът на печат на място. Използването на този метод също така увеличава времето за печат и монтаж.

В следващия раздел ще видим как правилно да проектираме и приложим двата метода за отпечатване на стави.

Съвети за 3D отпечатване на свързващи съединения и части

Отпечатването на свързващи стави и части може да бъде доста сложно. Затова събрах няколко съвета и трикове, които да ви помогнат процесът да протече гладко.

Успешният 3D печат зависи както от дизайна, така и от принтера. Затова ще разделя съветите на два раздела: един за дизайна и един за принтера.

Нека се потопим в него.

Съвети за проектиране на свързващи съединения и взаимосвързани части

Избор на подходящия клирънс

Просветът е пространството между съвпадащите части. Той е от съществено значение, особено ако отпечатвате частите на място.

Най-опитните потребители препоръчват за начало хлабина от 0,3 мм. Можете обаче да експериментирате в диапазона от 0,2 мм до 0,6 мм, за да откриете най-подходящата за вас хлабина.

Добро правило е да използвате за разстоянието два пъти дебелината на слоя, с който печатате.

Разстоянието може да бъде разбираемо малко, когато се отпечатват блокиращи съединения, като например гълъбови опашки, които не позволяват относително движение. Ако обаче отпечатвате детайл, като например шарнирно съединение или панта, изискваща относително движение, трябва да използвате правилното допустимо отклонение.

Изборът на подходяща хлабина отчита толеранса на материала и гарантира, че всички части ще паснат правилно след отпечатването.

Използване на филета и фаски

Дългите тънки съединители в конзолни и усукващи се съединения често са подложени на голямо напрежение по време на съединяването. Поради натиска острите ъгли в основата или главата им често могат да служат като точки на възпламеняване или фокусни точки за пукнатини и счупвания.

Ето защо е добра практика при проектирането да се елиминират тези остри ъгли с помощта на филетки и скосявания. Освен това тези заоблени ръбове осигуряват по-добра устойчивост срещу пукнатини и счупвания.

Съединители за отпечатване със 100% запълване

Както споменах по-рано, съединителите или клипсовете в някои съединения изпитват голямо напрежение по време на процеса на свързване. Отпечатването им със 100% пълнеж им осигурява по-голяма здравина и устойчивост, за да издържат на тези сили. Някои материали са и по-гъвкави от други, като например найлон или PETG.

Използвайте подходяща широчина за свързващите скоби

Увеличаването на размера на тези скоби в посока Z спомага за увеличаване на твърдостта и здравината на съединението. За най-добри резултати вашите съединители трябва да са с дебелина поне 5 mm.

Не забравяйте да проверите разстоянията при уплътняване

При увеличаване или намаляване на мащаба на модела се променят и стойностите на хлабините. Това може да доведе до твърде тясно или твърде слабо прилягане.

Затова, след като мащабирате 3D модела за печат, проверете и върнете хлабините в правилните им стойности.

Съвети за 3D печат на свързващи съединения и взаимосвързани части

Ето няколко съвета за това как да конфигурирате и калибрирате принтера си за най-добро изживяване при печат.

Проверка на допустимите отклонения на принтера

Различните 3D принтери имат различни нива на толеранс. Така че, естествено, това оказва влияние върху размера на хлабината, която ще изберете във вашия дизайн.

Освен това настройките за калибриране на принтера и видът на материалите, които използвате по време на отпечатването, също определят крайния толеранс и прилягането на частите.

Затова, за да избегнете лошото прилягане, препоръчвам да отпечатате тестов модел за толеранс (Thingiverse). С този модел ще можете да определите толеранса на принтера си и да коригирате дизайна си по съответния начин.

Можете да получите теста за толерантност на Makers Muse и от Gumroad, както е показано във видеото по-долу.

Бих препоръчал да разгледате статията ми "Как да калибрирате перфектно вашия екструдер E-Steps & Flow Rate", за да се ориентирате правилно.

Първо отпечатайте и тествайте съединенията

Отпечатването на свързващи фуги е доста трудно и понякога може да бъде разочароващо. Така че, за да не губите време и материали, първо отпечатайте и тествайте фугите, преди да отпечатате целия модел.

В този случай използването на тестово отпечатване ще ви позволи да проверите допустимите отклонения и да ги коригирате по подходящ начин, преди да отпечатате окончателния модел. Може да е добра идея да намалите мащаба на нещата за тестване, ако оригиналният файл е доста голям.

Използвайте правилната посока на изграждане

Посоката на слоя определя до голяма степен здравината на частите, отпечатани чрез FDM.

За да постигнете най-добри резултати, отпечатайте слоевете на съединителите успоредно на съединението. Така че, вместо да изграждате съединителите вертикално нагоре, изградете ги хоризонтално през плочата за изграждане.

За да добиете представа за разликите в здравината, които се появяват при ориентация, можете да видите видеоклипа, в който са отпечатани 3D болтове и резби в различни посоки.

Това е всичко, което имам за вас относно отпечатването на свързващи фуги и взаимосвързани части. Надявам се тази статия да ви помогне да отпечатате перфектната фуга и да разшири творческия ви диапазон.

Успех и щастливо отпечатване!