A 3D nyomtatott alkatrészek javíthatók az összekötő csuklók és a bélyegző használatával; a terven belül egymásba illeszkedő alkatrészek, de a 3D nyomtatásuk dimenzió szempontjából trükkös lehet. Miután volt néhány kudarc a 3D nyomtatással kapcsolatban, úgy döntöttem, hogy írok egy cikket arról, hogyan kell helyesen 3D nyomtatni őket.

A csatlakozó kötések & egymásba illeszkedő alkatrészek 3D nyomtatásához gondoskodnia kell arról, hogy a nyomtatója megfelelően kalibrálva legyen, hogy ne extrudáljon alá vagy fölé, lehetővé téve a jobb méretpontosságot. Megfelelő mennyiségű helyet és távolságot szeretne hagyni a két alkatrész között. A legjobb eredmény érdekében próbáljon ki és hibázzon.

Ezen túlmenően, a sikeres nyomtatáshoz néhány fontos tervezési tippet is be kell tartania, ha saját maga készíti ezeket a modelleket.

Ez az alapvető válasz arra, hogyan kell 3D nyomtatni az összekötő kötéseket és alkatrészeket, de ebben a cikkben további információk és tervezési tippek találhatók, amelyeket hasznosnak találhat. Olvasson tovább, hogy többet megtudjon.

Mik azok az ízületek?

Hogy a legjobban elmagyarázzuk, mi is az illesztés, vegyük át ezt a meghatározást a famegmunkálásból. Az illesztések olyan helyek, ahol két vagy több alkatrész kapcsolódik össze, hogy egy nagyobb, összetettebb tárgyat alkossanak.

Bár ez a meghatározás a famegmunkálásból származik, a 3D nyomtatásra is érvényes. A 3D nyomtatásban ugyanis a kötéseket arra használjuk, hogy két vagy több alkatrészt összekapcsoljunk, és így egy nagyobb, összetettebb funkcionalitású tárgyat hozzunk létre.

Az illesztéseket például több alkatrész összeszerelésének kapcsolódási pontjaként használhatja. Használhatja őket olyan alkatrészek összekapcsolására, amelyek túl nagyok ahhoz, hogy a 3D nyomtatóágyra egyetlen objektumként lehessen nyomtatni.

Használhatod őket akár arra is, hogy két egyébként merev alkatrész között mozgást tegyél lehetővé. Láthatod tehát, hogy az ízületek nagyszerű lehetőséget nyújtanak a 3D nyomtatás kreatív horizontjának bővítésére.

Milyen típusú 3D nyomtatott ízületek léteznek?

A 3D-művészeknek köszönhetően, akik folyamatosan feszegetik a tervezés határait, sokféle ízületet lehet 3D-nyomtatni.

Lazán két kategóriába oszthatjuk őket; az egymásba illeszkedő és a pattintható kötések. Nézzük meg őket.

Összeillesztett csuklók

Az egymásba illeszkedő kötések nemcsak a famegmunkálásban és a 3D nyomtatásban, hanem a kőművességben is népszerűek. Ezek a kötések a két egymáshoz illeszkedő alkatrész közötti súrlódási erőre támaszkodnak a kötés megtartásához.

Az egymásba illeszkedő kötés kialakításánál az egyik részen egy kiemelkedést kell kialakítani, a másik részen pedig egy hornyot vagy hornyot, amelybe a kiemelkedés illeszkedik.

A két rész közötti súrlódási erő tartja a kötést a helyén, általában csökkentve a két rész közötti mozgást, így a kapcsolat szoros.

Box Joint

A dobozos kötés az egyik legegyszerűbb egymásba illeszthető kötés. Az egyik rész végén egy sor doboz alakú, ujjszerű kiemelkedés található. A másik részen doboz alakú mélyedések vagy lyukak vannak, amelyekbe a kiemelkedések illeszkednek. Ezután a két véget össze lehet illeszteni, hogy egy varratmentes kötést kapjunk.

Az alábbiakban egy nagyszerű példa egy egymásba illeszkedő dobozos kötésre, amelyet nagyon nehéz lenne szétszedni.

Fecskefarok közös

A fecskefarok illesztés a dobozos illesztés enyhe változata. A doboz alakú kiemelkedések helyett a profilja inkább ék alakú, amely egy galamb farkára emlékeztet. Az ék alakú kiemelkedések a nagyobb súrlódás miatt jobb, szorosabb illeszkedést biztosítanak.

Íme egy fecskefarok illesztés akcióban a Thingiverse Impossible Dovetail Box segítségével.

Nyelv és horony illesztések

A hornyos és hornyos kötések a dobozkötés egy másik változata. Ezt a kötést olyan kapcsolatokhoz használhatjuk, amelyekhez csúszószerkezetre és egyéb egyirányú mozgásokra van szükség.

Az illesztési pontjaik profilja olyan, mint a doboz- vagy fecskefarok illesztéseké, azonban ebben az esetben a profilok hosszabbak, így az illeszkedő alkatrészek viszonylag szabadon csúszhatnak egymás között.

Ezeknek az illesztéseknek a kiváló megvalósítását találja a nagyon népszerű HIVE nevű moduláris hatszögletes fiókokban.

Mint látható, a narancssárga rekeszek a fehér tartályok belsejében csúsznak, és így egy nyelv- és hornyos illesztést hoznak létre, amelynek célja, hogy szükség legyen az irányított mozgásokra.

Bizonyos formatervezési minták esetében van értelme a csúszó alkatrészek 3D nyomtatásának, így ez valóban a projekt és a működés egészétől függ.

Snap-Fit csuklók

A pattintható illesztések az egyik legjobb csatlakozási lehetőség a műanyag vagy 3D nyomtatott tárgyak esetében.

Ezeket a következők alkotják az illeszkedő alkatrészek olyan helyzetbe történő pattintása vagy hajlítása, ahol az egymásba illeszkedő elemek közötti interferencia tartja őket a helyükön.

Ezért ezeket az egymásba illeszkedő elemeket úgy kell megtervezni, hogy elég rugalmasak legyenek ahhoz, hogy ellenálljanak a hajlítás okozta igénybevételnek. Másrészt azonban elég mereveknek is kell lenniük ahhoz, hogy az alkatrészek összekapcsolása után a helyén tartsák a kötést.

Cantilever Snap illeszkedik

A konzolos snap fit egy kampós csatlakozót használ az egyik alkatrész karcsú gerendájának végén. Összenyomja vagy elhajlítja, és a rögzítéshez behelyezi a keletkezett résbe.

Ennek a másik résznek van egy mélyedése, amelybe a kampós csatlakozó becsúszik és bepattan, hogy létrehozza az illesztést. Miután a kampós csatlakozó becsúszik az üregbe, visszanyeri eredeti alakját, biztosítva a szoros illeszkedést.

Erre példa a Thingiverse-en látható számos snap fit design, mint például a Modular Snap-Fit Airship. Az alkatrészek úgy vannak kialakítva, hogy az alkatrészeket a helyükre lehet pattintani, ahelyett, hogy ragasztani kellene őket.

Az alábbi videón egy nagyszerű bemutatót láthatunk a Fusion 360-ban az egyszerű snap fit tokok készítéséről.

Gyűrűs pattintási illesztések

A kör alakú profilú alkatrészeknél gyakran alkalmaznak gyűrűs csattintókötéseket. Az egyik alkatrésznek például lehet egy, a kerületéből kiálló gerinc, míg a párja peremébe egy horony van vágva.

Amikor a két alkatrészt összenyomja az összeszerelés során, az egyik alkatrész elhajlik és kiszélesedik, amíg a gerinc meg nem találja a hornyot. Amint a gerinc megtalálja a hornyot, az elhajló alkatrész visszatér eredeti méretére, és a kötés teljes.

A gyűrűs csuklós illesztések példái közé tartoznak a gömbcsuklók, tollkupakok stb.

Az alábbi videó egy példa arra, hogyan működik a gömbcsukló.

Torziós pattintási illesztések

Az ilyen típusú pattintható kötések a műanyagok rugalmasságát használják ki. Működésük hasonló a reteszeléshez. Egy szabad végű kampós csatlakozó a másik alkatrészen lévő kiemelkedésen való rögzítéssel tartja össze a két alkatrészt.

Ennek az illesztésnek a feloldásához megnyomhatja a kampós csatlakozó szabad végét. A 3D nyomtatással nyomtatható egyéb figyelemre méltó csatlakozási és illesztési típusok közé tartoznak a zsanérok, csavaros illesztések, ereszcsatorna-illesztések stb.

A Maker's Muse átnézi, hogyan tervezzünk 3D nyomtatható zsanérokat.

Hogyan lehet 3D nyomtatni a csatlakozó csuklók és alkatrészek 3D nyomtatását?

Általánosságban elmondható, hogy kétféleképpen nyomtathat 3D-s ízületeket és alkatrészeket. Ezek a következők:

• Helyszíni nyomtatás (rögzített kötések)
• Külön nyomtatás

Nézzük meg közelebbről ezeket a módszereket.

Helyszíni nyomtatás

A helyben történő nyomtatás során az összes összekapcsolt alkatrészt és illesztést összeszerelt állapotban nyomtatják ki. Ahogy a "captive joints" elnevezés is mondja, ezek az alkatrészek eleve össze vannak kötve, és a legtöbbjük gyakran nem eltávolítható.

Az összekötő kötések és alkatrészek 3D nyomtatásával a helyükön maradhatnak, ha az alkatrészek között kis távolságot hagyunk. A köztük lévő tér miatt a kötésben lévő darabok közötti rétegek gyengék lesznek.

Így a nyomtatás után a teljesen mozgatható csukló érdekében könnyen elforgathatja és megtörheti a rétegeket. Ezzel a módszerrel tervezhet és nyomtathat zsanérokat, gömbcsuklókat, gömbcsuklókat, csavarkötéseket stb.

Ezt a kialakítást a gyakorlatban az alábbi videón láthatja. Készítettem néhány modellt, amelyekben ez a kialakítás szerepel, és nagyon jól működik.

A helyhez kötött kötések tervezéséről egy későbbi szakaszban többet fogok mondani.

Nyomtathatja őket oldható tartószerkezetek használatával is. A nyomtatás után a megfelelő oldattal eltávolíthatja a tartószerkezeteket.

Külön nyomtatás

Ennél a módszernél az összeállításban szereplő összes alkatrészt külön-külön nyomtatjuk ki, és utána szereljük össze őket. A külön-külön módszer általában könnyebben megvalósítható, mint a helyben nyomtatásos módszer.

Ezt a módszert torziós, konzolos és néhány gyűrűs pattintós kötésnél használhatja.

Ez a módszer azonban nem nyújtja azt a tervezési szabadságot, amelyet a helyben történő nyomtatás kínál, és növeli a nyomtatási és összeszerelési időt is.

A következő részben megnézzük, hogyan lehet mindkét módszert megfelelően megtervezni és megvalósítani az illesztések nyomtatásához.

Tippek a 3D nyomtatáshoz csatlakozó illesztések és alkatrészek nyomtatásához

Az illesztések és alkatrészek nyomtatása meglehetősen bonyolult lehet. Ezért összegyűjtöttem néhány tippet és trükköt, hogy a folyamat zökkenőmentesen menjen.

A sikeres 3D nyomtatás a tervezéstől és a nyomtatótól is függ. Ezért a tippeket két részre osztom; egy a tervezéshez és egy a nyomtatóhoz.

Ugorjunk bele.

Tervezési tippek az illesztésekhez és az egymásba illeszkedő alkatrészekhez

Válassza ki a megfelelő távolságot

A hézag az illeszkedő alkatrészek közötti tér, ami létfontosságú, különösen akkor, ha az alkatrészeket a helyükre nyomtatja.

A legtöbb tapasztalt felhasználó kezdetben 0,3 mm-es távolságot javasol. 0,2 mm és 0,6 mm közötti tartományban azonban kísérletezhet, hogy megtalálja, mi a legmegfelelőbb az Ön számára.

Egy jó ökölszabály, hogy a nyomtatási rétegvastagság kétszeresét használja távolságként.

A hézag érthetően kicsi lehet, ha olyan egymásba illeszkedő kötéseket nyomtat, mint a fecskefarok, amelyek nem engednek relatív mozgást. Ha azonban olyan alkatrészt nyomtat, mint egy gömbcsukló vagy egy csukló, amely relatív mozgást igényel, akkor a megfelelő tűrést kell alkalmaznia.

A megfelelő hézag kiválasztása figyelembe veszi az anyag tűréshatárát, és biztosítja, hogy a nyomtatás után minden alkatrész megfelelően illeszkedjen egymáshoz.

Használja a filéket és a fazekakat

A konzolos és csavaros pattintható kötések hosszú, karcsú csatlakozói az illesztés során gyakran nagy igénybevételnek vannak kitéve. A nyomás miatt az aljukon vagy fejükön lévő éles sarkok gyakran a repedések és törések gyújtópontjaiként vagy gyújtópontjaiként szolgálhatnak.

Ezért jó tervezési gyakorlat, hogy ezeket az éles sarkokat kiköszörüljük filézésekkel és fazettákkal. Ráadásul ezek a lekerekített élek jobb ellenállást biztosítanak a repedésekkel és törésekkel szemben.

Nyomtatási csatlakozók 100%-os kitöltéssel

Mint korábban említettem, egyes kötésekben a csatlakozók vagy kapcsok nagy igénybevételnek vannak kitéve az illesztési folyamat során. 100%-os töltelékkel nyomtatva nagyobb szilárdságot és rugalmasságot biztosít számukra, hogy ellenálljanak ezeknek az erőknek. Egyes anyagok rugalmasabbak is, mint mások, mint például a Nylon vagy a PETG.

Használjon megfelelő szélességet az összekötő kapcsok számára

Ezen kapcsok méretének növelése a Z irányban segít növelni az illesztés merevségét és szilárdságát. A legjobb eredmény érdekében a csatlakozóknak legalább 5 mm vastagnak kell lenniük.

Ne felejtse el ellenőrizni a hézagokat tömítéskor

A modell fel- vagy lekicsinyítésekor a hézagértékek is megváltoznak, ami túl szoros vagy túl laza illeszkedést eredményezhet.

Tehát a 3D modell nyomtatáshoz való méretezése után ellenőrizze és állítsa vissza a hézagot a megfelelő értékekre.

Tippek a 3D nyomtatáshoz az összekötő illesztésekhez és az egymásba illeszkedő alkatrészekhez

Íme néhány tipp a nyomtató konfigurálásához és kalibrálásához a legjobb nyomtatási élmény érdekében.

Ellenőrizze a nyomtató tűréshatárát

A különböző 3D nyomtatók különböző tűréshatárokkal rendelkeznek. Így természetesen ez befolyásolja, hogy mekkora hézagot választasz a tervedben.

Ezenkívül a nyomtató kalibrációs beállításai és a nyomtatás során használt anyagok típusa is meghatározza az alkatrészek végső tűrését és illeszkedését.

Ezért a rossz illeszkedés elkerülése érdekében javaslom, hogy nyomtasson ki egy tolerancia tesztmodellt (Thingiverse). Ennek a modellnek a segítségével meg tudja határozni a nyomtató toleranciáját, és ennek megfelelően tudja beállítani a tervét.

A Makers Muse Tolerance Testet a Gumroadról is beszerezheted, ahogy az alábbi videón is látható.

Javasolnám, hogy nézze meg a Hogyan kalibrálhatja az extruder E-Steps & Flow Rate Perfectly című cikkemet, hogy a helyes útra térjen.

Először nyomtassa ki és tesztelje az illesztéseket

Az összekötő illesztések nyomtatása elég nehéz és időnként frusztráló lehet. Ezért, hogy elkerülje az idő- és anyagpazarlást, először nyomtassa ki és tesztelje az illesztéseket, mielőtt kinyomtatná a teljes modellt.

Ebben a helyzetben egy próbanyomtatás segítségével tesztelheti a tűréseket, és ennek megfelelően módosíthatja azokat, mielőtt kinyomtatná a végleges modellt. Jó ötlet lehet a dolgokat lekicsinyíteni a teszteléshez, ha az eredeti fájl elég nagy.

Használja a megfelelő építési irányt

A rétegirány nagymértékben meghatározza az FDM-nyomtatott alkatrészek szilárdságát.

A legjobb eredmény elérése érdekében a csatlakozók rétegeit az illesztéssel párhuzamosan nyomtassa ki. Tehát ahelyett, hogy függőlegesen felfelé építené a csatlakozókat, építse őket vízszintesen, az építőlemezen keresztül.

Hogy képet kapjon a tájolással járó szilárdsági különbségekről, nézze meg azt a videót, amely különböző irányokban 3D-nyomtatott csavarokat és meneteket mutat.

Ennyit tudok neked mondani az összekötő illesztések és egymásba illeszkedő alkatrészek nyomtatásáról. Remélem, ez a cikk segít neked a tökéletes illesztés nyomtatásában és bővíti a kreativitásodat.

Sok szerencsét és boldog nyomtatást!