3D tištěné závity, šrouby a svorníky - mohou skutečně fungovat? Jak na to

Roy Hill 15-08-2023
Roy Hill

3D tisk je velmi univerzální a mnoho lidí zajímá, zda lze 3D tisknout závity, šrouby, svorníky a další podobné typy dílů. Poté, co jsem se nad tím sám zamyslel, jsem se rozhodl, že se na to podívám a provedu nějaký výzkum, abych zjistil odpovědi.

Je zde mnoho podrobností, které vás budou zajímat, a proto si přečtěte tento článek, kde se dozvíte více.

    Lze na 3D tiskárně tisknout otvory se závitem, otvory pro šrouby a závitové díly?

    Ano, můžete 3D tisknout díly se závity, otvory pro šrouby a závitníky, pokud závit není příliš jemný nebo tenký. Větší závity, jako například na uzávěrech lahví, jsou poměrně snadné. Dalšími oblíbenými díly jsou matice, šrouby, podložky, modulární montážní systémy, strojní svěráky, nádoby se závitem a dokonce i kolečka s palcem.

    K vytváření 3D výtisků se závity můžete použít různé typy technologií 3D tisku, jako je FDM, SLA a dokonce i SLS, i když nejoblíbenější jsou především FDM a SLA.

    3D tisk SLA nebo pryskyřicový 3D tisk umožňuje ve srovnání s 3D tiskem FDM nebo filamentovým 3D tiskem dosáhnout mnohem jemnějších detailů, protože pracuje s vyšším rozlišením.

    3D tiskárny, jako je Ender 3, Dremel Digilab 3D45 nebo Elegoo Mars 2 Pro, jsou stroje, které dokáží velmi dobře tisknout 3D díly se závitem a závitem. Ujistěte se, že tisknete s dobrým nastavením a vyladěnou 3D tiskárnou, pak byste měli být v pohodě.

    Níže uvedené video ukazuje, jak jeden z uživatelů provádí závitování 3D vytištěných dílů tak, že do modelu vloží otvor a poté použije nástroj pro závitníky a rukojeti od společnosti McMaster.

    Viz_také: 8 nejlepších malých, kompaktních a mini 3D tiskáren, které si můžete pořídit (2022)

    Umí SLA tisknout závity? Tisk závitů z pryskyřice

    Ano, závity můžete 3D tisknout pomocí 3D tiskáren s pryskyřicí SLA. Je to ideální, protože to poskytuje vysokou přesnost a preciznost u zvoleného modelu, ale doporučil bych použít pryskyřici, která dobře zvládne šrouby. Technické nebo houževnaté pryskyřice jsou skvělé pro 3D tisk závitů šroubů, které lze závitovat.

    SLA je skvělou volbou pro navrhování závitů, protože má vysoké rozlišení a přesnost. 3D tisk dokáže tisknout objekty s velmi vysokým rozlišením až 10 mikronů.

    Doporučuji použít silnou pryskyřici, jako je Siraya Blu Tough Resin, která poskytuje úžasnou pevnost a odolnost a je ideální pro výtisky z pryskyřice s poklepem nebo 3D tisk předmětů se závitem.

    Jak na závity 3D tištěných dílů

    Vytváření 3D tištěných závitů je možné pomocí softwaru CAD a použití vestavěného návrhu závitů v modelech. Příkladem může být nástroj pro vytváření závitů a cívek v softwaru Fusion 360. Můžete také použít jedinečnou metodu zvanou šroubovice, která umožňuje vytvořit libovolný tvar závitu.

    Vlákna pro 3D tisk v designu

    Tisk závitů je skvělou volbou, protože snižuje případné poškození, ke kterému by mohlo dojít při ručním poklepávání na 3D vytištěný díl za účelem vytvoření závitů, ale pravděpodobně budete muset provést několik pokusů a omylů, abyste dosáhli dostatečně dobrých rozměrů, tolerancí a rozměrů.

    Při 3D tisku dochází ke smršťování a dalším faktorům, takže to může trvat několik testů.

    Podle potřeby můžete vytisknout závity různých rozměrů. Použití standardního softwaru CAD s integrovanými nástroji pro tisk závitů by vám mělo umožnit 3D tisk dílu se závity uvnitř.

    Zde najdete návod, jak tisknout vlákna v aplikaci TinkerCAD.

    Nejprve si vytvořte účet TinkerCADu, poté přejděte na "Vytvořit nový návrh" a zobrazí se vám tato obrazovka. Podívejte se na pravou stranu, kde se zobrazuje "Základní tvary", a klikněte na ni, abyste získali rozbalovací nabídku se spoustou dalších vestavěných částí návrhu, které můžete importovat.

    Později jsem do pracovní roviny importoval krychli, kterou jsem použil jako objekt pro vytvoření vlákna.

    V rozbalovací nabídce přejděte na konec a vyberte možnost "Generátory tvarů".

    V nabídce "Generátory tvarů" najdete díl s metrickým závitem ISO, který můžete přetáhnout do pracovní roviny.

    Když vyberete vlákno, zobrazí se spousta parametrů, kde můžete vlákno upravit podle svých představ. Pomocí klikání a přetahování malých políček v objektu můžete také měnit délku, šířku a výšku.

    Takto to vypadá, když importujete krychli jako "Solid" a přesunete vlákno do krychle poté, co jste ji vybrali jako "Hole". Vlákno můžete jednoduše přetáhnout, abyste s ním pohybovali, a pomocí horní šipky můžete zvýšit nebo snížit jeho výšku.

    Viz_také: Jak opravit problémy s vyrovnáváním postele Ender 3 - řešení problémů

    Jakmile je objekt navržen podle vašich představ, můžete jej tlačítkem "Exportovat" připravit pro 3D tisk.

    Můžete si vybrat z formátů .OBJ, .STL, které se standardně používají pro 3D tisk.

    Poté, co jsem stáhl návrh kostky se závitem, jsem jej importoval do sliceru. Níže vidíte návrh importovaný do programu Cura pro tisk z filamentu a do programu Lychee Slicer pro tisk z pryskyřice.

    To je postup pro TinkerCAD.

    Chcete-li se seznámit s postupem, jak to provést v pokročilejším softwaru, jako je Fusion 360, podívejte se na níže uvedené video od společnosti CNC Kitchen o třech způsobech vytváření 3D tištěných závitů.

    Závitové vložky pro lisování nebo tepelnou montáž

    Tato technika tisku závitů na 3D díly je velmi jednoduchá. Po vytištění dílu se do vlastní dutiny umístí lisovací vložky.

    Podobně jako u lisovacích vložek můžete použít také něco jako šestihranné matice s teplem pro zatlačení a vložení závitů přímo do 3D tisku, kde je navržený zapuštěný otvor.

    Možná by to šlo udělat i bez zapuštěného otvoru, ale bylo by potřeba více tepla a síly, aby se to dostalo skrz plast. Lidé obvykle používají něco jako páječku a zahřívají ji na teplotu tání plastu, který používají.

    Během několika vteřin by se měl ponořit do vašeho 3D tisku a vytvořit krásné vložené vlákno, které můžete použít. Měl by dobře fungovat se všemi druhy filamentů, jako je PLA, ABS, PETG, Nylon & amp; PC.

    Jsou 3D tištěná vlákna pevná?

    3D tištěné nitě jsou silné, pokud jsou vytištěny z pevných materiálů, jako je houževnatá/inženýrská pryskyřice nebo vlákno ABS/Nylon. 3D tištěné nitě z PLA by měly dobře držet a být odolné pro funkční účely. Pokud použijete běžnou pryskyřici nebo křehké vlákno, 3D tištěné nitě nemusí být silné.

    Společnost CNC Kitchen natočila video, ve kterém testuje, jak silné jsou závitové vložky v porovnání s 3D tištěnými závity, takže se na něj určitě podívejte a získejte podrobnější odpověď.

    Dalším faktorem, pokud jde o 3D tištěné závity, je orientace, ve které se objekty tisknou.

    Horizontálně vytištěné šrouby s podpěrami lze považovat za pevnější ve srovnání s vertikálně vytištěnými šrouby. Níže uvedené video ukazuje některé testy různých orientací, pokud jde o 3D tisk šroubů a závitů.

    Zkoumá se pevnostní zkouška, konstrukce šroubu a samotných závitů, úroveň namáhání, kterou šroub snese, a dokonce i zkouška krouticího momentu.

    Lze šroubovat do 3D tištěného plastu?

    Ano, do 3D tištěného plastu lze šroubovat, ale je třeba to dělat opatrně, aby nedošlo k prasknutí nebo roztavení plastu. Je důležité použít správný typ vrtáku a zajistit, aby rychlost vrtání nevytvářela příliš velké teplo, které může mít na plast, zejména PLA, negativní vliv.

    Šroubování do plastu ABS je prý mnohem snazší než do jiných vláken. Plast ABS je méně křehký a má také vysoký bod tání.

    Pokud máte základní konstrukční dovednosti, měli byste být schopni zabudovat otvor do tisku, takže byste nemuseli do modelu vrtat otvor. Vyvrtaný otvor by nebyl tak odolný jako otvor zabudovaný do modelu.

    Dobrým postupem je vytisknout otvor již během tisku modelu. Pokud porovnám vytištěný otvor a vyvrtaný otvor, vytištěný otvor je spolehlivější a pevnější.

    No, vrtání může způsobit poškození celé architektury. Zde mám několik užitečných tipů, jak přesně vyvrtat otvor do 3D plastu, aniž by došlo k poškození architektury:

    Vrtání kolmo

    Tištěný plast má různé vrstvy. Vrtání do tištěného plastu v nesprávném směru povede k rozdělení vrstev. Při zkoumání tohoto problému jsem zjistil, že bychom měli použít kolmou vrtačku, abychom otvor vytvořili bez poškození architektury.

    Vrtání dílu za tepla

    Zahřátí vrtacího bodu před šroubováním do něj sníží tvrdost a křehkost tohoto bodu. Tato technika by měla pomoci zabránit vzniku prasklin na vašich 3D výtiscích.

    K tomuto účelu můžete použít fén, ale snažte se nezvyšovat teplotu do té míry, aby se příliš změkčil, zejména u PLA, protože má poměrně nízkou tepelnou odolnost.

    Jak vložit ořechy do 3D výtisků

    Matice je možné do 3D výtisků zabudovat hlavně tak, že model navrhnete tak, aby se do zapuštěného místa vešla matice s úchytem. Příkladem může být model z Thingiverse s názvem Accessible Wade's Extruder, k jehož sestavení je potřeba poměrně dost šroubů, matic a dílů.

    V modelu jsou zabudovány prohlubně, aby se do nich lépe vešly šrouby a matice.

    Další mnohem složitější konstrukcí, která má několik zapuštěných šestihranných ploch pro matice, je The Gryphon (Foam Dart Blaster) z Thingiverse. Konstruktér tohoto modelu vyžaduje mnoho šroubů M2 & amp; M3, stejně jako matice M3 a mnoho dalšího.

    Na různých online platformách, jako jsou Thingiverse a MyMiniFactory, můžete získat spoustu hotových návrhů, do kterých designéři již vložili matice pro 3D výtisky.

    Další podrobnosti najdete v následujícím videu.

    Jak opravit závity 3D tiskárny, které nesedí

    Chcete-li opravit závity 3D tiskárny, které nesedí, musíte pečlivě zkalibrovat kroky extrudéru, aby extrudér vytlačoval správné množství materiálu. Můžete také zkalibrovat a upravit násobič vytlačování, abyste dosáhli přesnějšího průtoku pro dobrou toleranci. Nadměrné vytlačování zde způsobí problémy.

    Podívejte se na můj článek 5 způsobů, jak vyřešit nadměrnou extruzi při 3D tisku.

    Roy Hill

    Roy Hill je vášnivý nadšenec do 3D tisku a technologický guru s bohatými znalostmi o všech věcech souvisejících s 3D tiskem. S více než 10 lety zkušeností v oboru Roy ovládl umění 3D navrhování a tisku a stal se expertem na nejnovější trendy a technologie 3D tisku.Roy vystudoval strojní inženýrství na Kalifornské univerzitě v Los Angeles (UCLA) a pracoval pro několik renomovaných společností v oblasti 3D tisku, včetně MakerBot a Formlabs. Spolupracoval také s různými podniky a jednotlivci na vytváření vlastních 3D tištěných produktů, které způsobily revoluci v jejich odvětvích.Kromě své vášně pro 3D tisk je Roy vášnivým cestovatelem a outdoorovým nadšencem. Rád tráví čas v přírodě, turistiku a kempování s rodinou. Ve svém volném čase také mentoruje mladé inženýry a sdílí své bohaté znalosti o 3D tisku prostřednictvím různých platforem, včetně svého oblíbeného blogu 3D Printerly 3D Printing.