Komponen yang dicetak 3D dapat ditingkatkan dengan menggunakan sambungan penghubung dan bagian yang saling mengunci dalam desain, tetapi bisa jadi sulit untuk mencetak 3D secara dimensional. Setelah mengalami beberapa kegagalan dalam mencetak 3D komponen ini, saya memutuskan untuk menulis artikel tentang cara mencetak 3D dengan benar.

Untuk sambungan sambungan cetak 3D dan bagian yang saling mengunci, Anda harus memastikan printer Anda dikalibrasi dengan benar, sehingga tidak mengalami ekstrusi yang kurang atau lebih, sehingga memungkinkan akurasi dimensi yang lebih baik. Anda harus menyisakan ruang dan jarak yang sesuai di antara kedua bagian. Gunakan uji coba untuk mendapatkan hasil yang terbaik.

Lebih jauh lagi, untuk mencetak bagian-bagian ini dengan sukses, Anda juga harus mengikuti sebagian saran desain yang penting, jika Anda membuat sendiri model ini.

Ini adalah jawaban dasar tentang cara mencetak sambungan dan komponen penghubung 3D, tetapi ada lebih banyak informasi dan saran desain yang akan berguna bagi Anda dalam artikel ini. Jadi, teruslah membaca untuk mengetahui lebih lanjut.

Apa Itu Sendi?

Untuk menjelaskan apa itu sambungan, mari kita angkat definisi ini dari pertukangan kayu. Sambungan adalah tempat di mana dua bagian atau lebih disatukan untuk membentuk objek yang lebih besar dan lebih kompleks.

Meskipun definisi ini berasal dari pertukangan kayu, namun masih berlaku untuk pencetakan 3D. Ini karena kita menggunakan sambungan dalam pencetakan 3D untuk menyatukan dua bagian atau lebih untuk menciptakan objek yang lebih besar dengan fungsi yang lebih kompleks.

Contohnya, Anda bisa menggunakan sambungan sebagai titik sambungan untuk merakit beberapa bagian dalam suatu rakitan. Anda bisa menggunakannya untuk menyambungkan bagian-bagian yang terlalu besar untuk dicetak pada alas cetak 3D sebagai satu objek.

Anda bahkan dapat menggunakannya sebagai sarana untuk memungkinkan beberapa gerakan di antara dua bagian yang tadinya kaku. Jadi, Anda dapat melihat bahwa sambungan adalah cara yang bagus untuk memperluas cakrawala kreatif Anda dalam pencetakan 3D.

Apa Saja Jenis Sambungan Cetak 3D yang Ada?

Berkat para seniman 3D yang terus mendorong batas-batas desain, ada banyak jenis sambungan yang dapat Anda cetak secara 3D.

Kita dapat membaginya menjadi dua kategori; Sambungan yang saling mengunci dan sambungan snap-fit. Mari kita lihat keduanya.

Sambungan yang Saling Mengunci

Sambungan yang saling mengunci tidak hanya populer di bidang pertukangan dan pencetakan 3D, tetapi juga di bidang pertukangan. Sambungan ini mengandalkan gaya gesek antara dua bagian yang dikawinkan untuk menahan sambungan.

Desain untuk sambungan yang saling mengunci memerlukan tonjolan pada satu bagian. Pada bagian lainnya, terdapat slot atau alur tempat tonjolan masuk ke dalam.

Gaya gesekan antara kedua bagian menahan sambungan pada tempatnya, biasanya mengurangi pergerakan antara kedua bagian, sehingga sambungannya kencang.

Sambungan Kotak

Sambungan kotak adalah salah satu sambungan yang paling sederhana. Satu bagian memiliki serangkaian proyeksi seperti jari berbentuk kotak pada ujungnya. Pada bagian lainnya, terdapat ceruk atau lubang berbentuk kotak agar proyeksi dapat masuk ke dalam. Anda kemudian dapat menyatukan kedua ujungnya untuk mendapatkan sambungan yang mulus.

Di bawah ini adalah contoh yang bagus dari sambungan kotak yang saling mengunci, yang akan sangat sulit untuk Anda pisahkan.

Sambungan Pas

Sambungan pas adalah sedikit variasi dari sambungan kotak. Alih-alih proyeksi berbentuk kotak, profilnya lebih menyerupai bentuk baji yang menyerupai ekor burung merpati. Proyeksi berbentuk baji menawarkan kesesuaian yang lebih baik dan lebih rapat karena gesekan yang meningkat.

Berikut ini adalah sambungan pas yang beraksi dengan Impossible Dovetail Box dari Thingiverse.

Sambungan Lidah dan Alur

Sambungan lidah dan alur adalah variasi lain dari sambungan kotak. Kita dapat menggunakan sambungan ini untuk sambungan yang membutuhkan mekanisme geser dan gerakan lain dalam satu arah.

Profil titik sambungannya sama seperti profil pada sambungan kotak atau sambungan pas. Namun demikian, dalam kasus ini, profilnya lebih diperpanjang, sehingga memberikan keleluasaan relatif bagi bagian yang dikawinkan untuk bergeser di antara satu sama lain.

Anda dapat menemukan implementasi yang sangat baik dari sambungan ini dalam Laci Hex Modular yang sangat populer yang disebut The HIVE.

Seperti yang bisa Anda lihat, kompartemen oranye meluncur di dalam wadah putih, menghasilkan sambungan lidah dan alur yang memiliki tujuan untuk gerakan terarah.

Masuk akal untuk mencetak komponen geser 3D untuk desain tertentu, jadi ini sangat bergantung pada proyek dan pengoperasian secara keseluruhan.

Sambungan Snap-Fit

Sambungan snap-fit adalah salah satu opsi sambungan terbaik untuk plastik atau benda cetakan 3D.

Mereka dibentuk oleh menjentikkan atau membengkokkan bagian perkawinan ke posisi di mana mereka ditahan di tempatnya oleh gangguan antara fitur yang saling mengunci.

Jadi, Anda harus mendesain fitur yang saling mengunci ini agar cukup fleksibel untuk menahan tekanan pembengkokan, tetapi, di sisi lain, fitur ini juga harus cukup kaku untuk menahan sambungan pada tempatnya setelah menyambungkan bagian-bagiannya.

Pemasangan Jepitan Kantilever

Pemasangan kantilever menggunakan konektor berkait pada ujung balok ramping salah satu bagian, kemudian menekan atau membelokkannya dan memasukkannya ke dalam celah yang tercipta untuk mengencangkannya.

Bagian lain ini memiliki ceruk tempat konektor yang dikaitkan bergeser dan terkunci untuk membuat sambungan. Setelah konektor yang dikaitkan bergeser ke dalam rongga, konektor akan kembali ke bentuk aslinya, sehingga memastikan sambungannya pas.

Contohnya adalah banyak desain snap fit yang Anda lihat di Thingiverse, seperti Modular Snap-Fit Airship, yang memiliki bagian-bagian yang didesain sedemikian rupa sehingga Anda bisa memasang bagian-bagiannya pada tempatnya, tanpa perlu merekatkannya.

Video di bawah ini menunjukkan tutorial yang sangat bagus tentang cara membuat casing snap fit yang mudah di Fusion 360.

Pemasangan Jepret Melingkar

Sambungan snap annular biasanya digunakan pada komponen dengan profil melingkar. Misalnya, satu komponen dapat memiliki tonjolan yang menonjol dari kelilingnya, sementara bagian pasangannya memiliki alur yang dipotong ke dalam pinggirannya.

Apabila Anda menekan kedua bagian secara bersamaan selama perakitan, satu bagian akan membelokkan dan melebar sampai bagian yang membelok menemukan alur. Setelah bagian yang membelok menemukan alur, bagian yang membelok akan kembali ke ukuran semula, dan sambungan selesai.

Contoh sambungan snap fit annular termasuk sambungan bola dan soket, tutup pena, dll.

Video di bawah ini adalah contoh cara kerja ball joint.

Pemasangan Jepret Puntir

Jenis sambungan snap-fit ini memanfaatkan fleksibilitas plastik. Sambungan ini bekerja dengan cara seperti kait. Konektor berkait dengan ujung bebas menyatukan kedua bagian dengan mengaitkan ke tonjolan di bagian lainnya.

Untuk melepaskan sambungan ini, Anda bisa menekan ujung konektor yang bebas dari konektor yang berkait. Jenis sambungan dan sambungan penting lainnya yang bisa Anda cetak 3D, termasuk engsel, sambungan sekrup, sambungan talang, dll.

Maker's Muse membahas cara mendesain engsel yang dapat dicetak 3D.

Bagaimana Anda Mencetak Sambungan & Suku Cadang Penghubung 3D?

Secara umum, Anda dapat mencetak sambungan dan komponen 3D dengan dua cara, yaitu

• Pencetakan di tempat (sambungan penahan)
• Pencetakan terpisah

Mari kita cermati metode ini dengan lebih baik.

Pencetakan di Tempat

Pencetakan di tempat melibatkan pencetakan semua komponen dan sambungan yang terhubung bersama-sama dalam keadaan rakitan. Seperti namanya "captive joint", komponen ini disatukan sejak awal, dan sebagian besar tidak dapat dilepas.

Anda dapat mencetak 3D menghubungkan sambungan dan komponen pada tempatnya dengan menggunakan jarak yang kecil di antara komponen. Ruang di antara keduanya membuat lapisan di antara potongan-potongan dalam sambungan menjadi lemah.

Jadi, setelah mencetak, Anda dapat dengan mudah memelintir dan mematahkan lapisan untuk sambungan yang dapat digerakkan sepenuhnya. Anda dapat mendesain dan mencetak engsel, sambungan bola, sambungan bola dan soket, sambungan sekrup, dll., dengan menggunakan metode ini.

Anda dapat melihat desain ini dalam praktiknya dalam video di bawah ini. Saya telah membuat beberapa model yang memiliki desain ini dan bekerja dengan sangat baik.

Saya akan membahas lebih lanjut mengenai cara mendesain sambungan di tempat pada bagian selanjutnya.

Anda juga dapat mencetaknya dengan menggunakan struktur pendukung yang dapat larut. Setelah mencetak, Anda kemudian dapat melepaskan struktur pendukung dengan menggunakan larutan yang sesuai.

Pencetakan Terpisah

Metode ini melibatkan pencetakan semua komponen dalam rakitan satu per satu, kemudian merakitnya setelah itu. Metode terpisah biasanya lebih mudah diterapkan daripada metode cetak di tempat.

Anda dapat menggunakan metode ini untuk sambungan puntir, kantilever, dan beberapa sambungan snap-fit annular.

Namun demikian, metode ini tidak memiliki kebebasan desain seperti yang ditawarkan metode cetak di tempat, dan menggunakan metode ini, juga menambah waktu pencetakan dan waktu perakitan.

Pada bagian berikutnya, kita akan melihat, bagaimana cara merancang dan mengimplementasikan kedua metode ini dengan benar untuk mencetak sambungan.

Tips untuk Sambungan dan Bagian yang Menghubungkan Pencetakan 3D

Mencetak sambungan penghubung dan komponen bisa cukup rumit. Jadi, saya sudah mengumpulkan sejumlah saran dan trik untuk membantu Anda agar prosesnya berjalan lancar.

Keberhasilan cetak 3D bergantung pada desain dan printer. Jadi, saya akan membagi saran ke dalam dua bagian; satu untuk desain dan satu lagi untuk printer.

Mari kita bahas lebih lanjut.

Tips Desain untuk Menghubungkan Sambungan dan Bagian yang Saling Mengunci

Pilih Izin yang Tepat

Jarak bebas adalah ruang di antara bagian yang dikawinkan, dan ini sangat penting, khususnya jika Anda mencetak bagian pada tempatnya.

Sebagian besar pengguna yang berpengalaman merekomendasikan jarak bebas 0,3 mm sebagai permulaan. Namun demikian, Anda bisa bereksperimen dalam kisaran 0,2 mm dan 0,6 mm untuk menemukan mana yang paling sesuai bagi Anda.

Aturan praktis yang baik adalah, menggunakan dua kali lipat ketebalan lapisan yang Anda cetak sebagai jarak bebas.

Jarak bebas bisa dimengerti apabila mencetak sambungan yang saling mengunci, seperti sambungan pas yang tidak mengizinkan pergerakan relatif. Namun demikian, jika Anda mencetak bagian seperti sambungan bola dan soket atau engsel yang memerlukan pergerakan relatif, Anda harus menggunakan toleransi yang tepat.

Memilih jarak bebas yang tepat, memperhitungkan toleransi bahan dan memastikan semua komponen terpasang dengan benar setelah pencetakan.

Gunakan Fillet dan Chamfer

Konektor ramping yang panjang pada sambungan kantilever dan sambungan snap-fit puntir sering kali mengalami banyak tekanan selama penyambungan. Karena tekanan, sudut tajam pada pangkal atau kepalanya sering kali dapat menjadi titik nyala atau titik fokus retakan dan patah.

Oleh karena itu, merupakan praktik desain yang baik untuk menghilangkan sudut-sudut tajam ini dengan menggunakan fillet dan talang air. Selain itu, ujung-ujungnya yang membulat memberikan ketahanan yang lebih baik terhadap retakan dan patahan.

Konektor Cetak dengan Isi 100%

Seperti yang saya sebutkan sebelumnya, konektor atau klip pada beberapa sambungan mengalami tekanan tinggi selama proses penyambungan. Mencetaknya dengan infill 100% memberikan kekuatan dan ketahanan yang lebih baik untuk menahan gaya ini. Beberapa bahan juga lebih fleksibel daripada yang lain, seperti Nilon atau PETG.

Gunakan Lebar yang Sesuai untuk Klip Penghubung

Menambah ukuran klip ini pada arah Z membantu meningkatkan kekakuan dan kekuatan sambungan. Konektor Anda harus setebal minimal 5mm untuk hasil terbaik.

Jangan Lupa Memeriksa Jarak Bebas Anda Saat Menyegel

Apabila menskalakan model ke atas atau ke bawah, nilai jarak bebas juga berubah, dan hal ini bisa menghasilkan kesesuaian yang terlalu ketat atau terlalu longgar.

Jadi, setelah menskalakan model 3D untuk dicetak, periksa dan kembalikan jarak bebas ke nilai yang semestinya.

Tips untuk Pencetakan 3D yang Menghubungkan Sambungan dan Bagian yang Saling Mengunci

Berikut ini sebagian saran mengenai cara mengonfigurasi dan mengkalibrasi printer Anda untuk mendapatkan pengalaman mencetak yang terbaik.

Periksa Toleransi Printer Anda

Printer 3D yang berbeda-beda memiliki tingkat toleransi yang berbeda-beda. Jadi, tentu saja, hal ini memengaruhi ukuran jarak bebas yang akan Anda pilih dalam desain Anda.

Lebih jauh lagi, pengaturan kalibrasi printer dan jenis bahan yang Anda gunakan sewaktu mencetak, juga menentukan toleransi akhir dan kesesuaian komponen.

Jadi, untuk menghindari kecocokan yang buruk, saya sarankan untuk mencetak model uji toleransi (Thingiverse). Dengan model ini, Anda akan dapat menentukan toleransi printer Anda dan menyesuaikan desain Anda.

Anda juga bisa mendapatkan Tes Toleransi Makers Muse dari Gumroad, seperti yang ditunjukkan dalam video di bawah ini.

Saya sarankan untuk membaca artikel saya tentang Cara Mengkalibrasi E-Step Extruder & Laju Aliran dengan Sempurna untuk menempatkan Anda di jalur yang benar.

Cetak dan Uji Sambungan Terlebih Dahulu

Mencetak sambungan penghubung cukup sulit dan terkadang membuat frustrasi. Jadi, untuk menghindari pemborosan waktu dan bahan, cetak dan uji sambungan terlebih dulu sebelum mencetak seluruh model.

Dalam situasi ini, dengan menggunakan cetakan percobaan, Anda dapat menguji toleransi dan menyesuaikannya sebelum mencetak model akhir. Sebaiknya Anda memperkecil skala untuk pengujian jika file asli Anda cukup besar.

Gunakan Arah Bangunan yang Tepat

Arah lapisan sangat menentukan kekuatan komponen yang dicetak dengan FDM.

Untuk hasil terbaik, cetaklah lapisan konektor sejajar dengan sambungan. Jadi, alih-alih membuat konektor secara vertikal ke atas, buatlah secara horizontal melintasi pelat rakitan.

Untuk memberi Anda gambaran mengenai perbedaan kekuatan yang terjadi pada orientasi, Anda dapat melihat video yang mencetak baut dan ulir 3D pada arah yang berbeda.

Demikianlah saran saya untuk Anda mengenai pencetakan sambungan penghubung dan bagian yang saling mengunci. Semoga artikel ini membantu Anda mencetak sambungan yang sempurna dan memperluas jangkauan kreativitas Anda.

Semoga berhasil dan selamat mencetak!