Wydruki 3D są bardzo wszechstronne i wiele osób zastanawia się, czy można drukować w 3D gwinty, śruby, wkręty i inne podobne typy części. Po tym jak sam się nad tym zastanawiałem, postanowiłem się temu przyjrzeć i zrobić kilka badań, aby poznać odpowiedzi.

Istnieje wiele szczegółów, które będziesz chciał wiedzieć, więc kontynuuj czytanie przez ten artykuł, aby uzyskać więcej.

Czy drukarka 3D może drukować gwintowane otwory, otwory na śruby & gwintowane części?

Tak, możesz drukować 3D gwintowane otwory, otwory na śruby i gwintowane części, o ile gwint nie jest zbyt cienki lub delikatny. Większe gwinty, takie jak na kapslach od butelek, są dość łatwe. Inne popularne części to nakrętki, śruby, podkładki, modułowe systemy montażowe, wizjery maszynowe, gwintowane pojemniki, a nawet koła kciukowe.

Do tworzenia gwintowanych wydruków 3D możesz wykorzystać różne rodzaje technologii druku 3D, takie jak FDM, SLA, a nawet SLS, choć najpopularniejsze są głównie FDM i SLA.

SLA lub druk 3D z żywicy pozwala na uzyskanie znacznie drobniejszych szczegółów z gwintami w porównaniu do FDM lub druku 3D z filamentu, ponieważ działa w wyższych rozdzielczościach.

Drukarki 3D takie jak Ender 3, Dremel Digilab 3D45, czy Elegoo Mars 2 Pro to urządzenia, które mogą drukować w 3D gwintowane otwory i części gwintowane całkiem nieźle. Upewnij się, że drukujesz z dobrymi ustawieniami i dostosowaną drukarką 3D, wtedy powinno być dobrze.

Poniższy film pokazuje, jak jeden z użytkowników gwintuje wydrukowane w 3D części, osadzając w modelu otwór, a następnie używając narzędzia w postaci kranu i uchwytu do gwintowania firmy McMaster.

Czy SLA może drukować gwinty? Stukanie w żywicę

Tak, możesz drukować 3D gwinty za pomocą drukarek 3D z żywicy SLA. Jest to idealne rozwiązanie, ponieważ zapewnia wysoką precyzję i dokładność z wybranym modelem, ale zalecałbym użycie żywicy, która dobrze radzi sobie ze śrubami. Żywice inżynieryjne lub twarde są świetne do drukowania 3D gwintów śrub, które mogą być gwintowane.

SLA jest świetnym wyborem do projektowania gwintów, ponieważ charakteryzuje się wysoką rozdzielczością i precyzją. Może drukować 3D obiekty w bardzo wysokiej rozdzielczości do 10 mikronów.

Zalecałbym użycie mocnej żywicy, takiej jak Siraya Blu Tough Resin, która zapewnia niesamowitą wytrzymałość i trwałość, idealną do stukania wydruków z żywicy lub drukowania 3D obiektów gwintowanych.

Jak gwintować części drukowane w 3D

Tworzenie gwintów drukowanych w 3D jest możliwe dzięki zastosowaniu oprogramowania CAD i wykorzystaniu wbudowanego w modele projektu gwintu. Przykładem może być narzędzie do tworzenia gwintów i cewek w Fusion 360. Możesz również użyć unikalnej metody zwanej ścieżką spiralną, która pozwala na stworzenie dowolnego kształtu gwintu.

Gwinty do druku 3D w projekcie

Drukowanie gwintów jest świetną opcją, ponieważ redukuje wszelkie uszkodzenia, które mogłyby powstać w wyniku ręcznego stukania części drukowanej w 3D w celu utworzenia gwintów, ale prawdopodobnie będziesz musiał wykonać kilka prób i błędów, aby uzyskać wystarczająco dobry rozmiar, tolerancje i wymiary.

Druk 3D ma skurcz i inne czynniki zaangażowane, więc może to zająć kilka testów.

Można drukować gwinty o różnych wymiarach w zależności od potrzeb. Użycie standardowego oprogramowania CAD z wbudowanymi narzędziami do gwintowania powinno umożliwić wydrukowanie 3D części z gwintami wewnątrz.

Oto jak wydrukować gwinty w TinkerCAD.

Najpierw należy założyć konto w TinkerCAD, następnie przejść do "Utwórz nowy projekt" i zobaczysz ten ekran. Sprawdź prawą stronę, gdzie jest pokazane "Podstawowe kształty" i kliknij to, aby uzyskać rozwijane menu z mnóstwem innych wbudowanych części projektu do importu.

Później zaimportowałem sześcian do Workplane, aby użyć go jako obiektu do stworzenia wątku wewnątrz.

W menu rozwijanym przewiń do dołu i wybierz "Generatory kształtów"

W menu "Generatory kształtów" znajdziesz część z gwintem metrycznym ISO, którą możesz przeciągnąć i upuścić na płaszczyznę roboczą.

Po wybraniu wątku, pojawi się mnóstwo parametrów, w których można dostosować wątek do swoich potrzeb. Można również zmienić długość, szerokość i wysokość za pomocą kliknięcia i przeciągnięcia małych pól w obrębie obiektu.

Oto jak to wygląda po zaimportowaniu kostki jako "Solid" i przeniesieniu nici do kostki po wybraniu jej jako "Hole". Możesz po prostu przeciągnąć nić, aby ją przesunąć i użyć górnej strzałki, aby podnieść lub obniżyć wysokość.

Gdy obiekt jest już zaprojektowany tak, jak chcesz, możesz wybrać przycisk "Eksportuj", aby przygotować go do druku 3D.

Do wyboru mamy formaty .OBJ, .STL, które są standardem stosowanym w druku 3D.

Po pobraniu projektu kostki gwintowanej zaimportowałem go do slicera. Poniżej widać projekt zaimportowany do programu Cura do druku z filamentu oraz Lychee Slicer do druku z żywicy.

Tak wygląda proces dla TinkerCADa.

Jeśli chcesz poznać proces, aby zrobić to w bardziej zaawansowanym oprogramowaniu jak Fusion 360, sprawdź poniższe wideo autorstwa CNC Kitchen na temat trzech sposobów tworzenia drukowanych w 3D nici.

Wkładki gwintowe Press-Fit lub Heat Seted

Ta technika drukowania gwintów na częściach 3D jest bardzo prosta. Po wydrukowaniu części, wkładki press-fit są umieszczane w niestandardowym zagłębieniu.

Podobnie jak w przypadku wkładek press-fit, możesz również użyć czegoś takiego jak sześciokątne nakrętki z ciepłem, aby wcisnąć i wstawić swoje gwinty bezpośrednio do druku 3D, gdzie znajduje się zaprojektowany zagłębiony otwór.

Może być możliwe zrobienie tego bez zagłębionego otworu, ale potrzeba więcej ciepła i siły, aby przebić się przez plastik. Ludzie zazwyczaj używają czegoś takiego jak lutownica i podgrzewają ją do temperatury topnienia plastiku, którego używają.

W ciągu kilku sekund, powinien zatopić się w swoim druku 3D, aby utworzyć uroczy wątek wstawiony, który można umieścić do użytku. Powinien działać dobrze z wszelkiego rodzaju filamentów, takich jak PLA, ABS, PETG, Nylon & PC.

Czy nici drukowane w 3D są mocne?

Nici drukowane 3D są mocne, gdy są drukowane 3D z mocnych materiałów, takich jak twarda/inżynieryjna żywica lub filament ABS/Nylon. Nici drukowane 3D z PLA powinny dobrze się trzymać i być trwałe dla celów funkcjonalnych. Jeśli używasz zwykłej żywicy lub kruchego filamentu, nici drukowane 3D mogą nie być mocne.

CNC Kitchen zrobiło filmik testujący jak mocne są gwintowane wkłady w porównaniu do gwintów drukowanych w 3D, więc zdecydowanie sprawdź to, aby uzyskać bardziej szczegółową odpowiedź.

Kolejnym czynnikiem, jeśli chodzi o nici drukowane w 3D, jest orientacja, w jakiej drukuje się obiekty.

Poziomo drukowane śruby 3D z podporami mogą być uważane za mocniejsze w porównaniu do pionowo drukowanych śrub 3D. Poniższy film pokazuje kilka testów na różnych orientacjach, jeśli chodzi o drukowanie 3D śrub i gwintów.

Przygląda się testom wytrzymałościowym, konstrukcji samej śruby i gwintów, poziomowi naprężeń, jakie może wytrzymać, a nawet testowi momentu obrotowego.

Czy można wkręcić się w drukowany w 3D plastik?

Tak, możesz wkręcić się w wydrukowany w 3D plastik, ale musisz to zrobić ostrożnie, aby nie popsuć lub nie stopić plastiku. Ważne jest, aby użyć odpowiedniego typu wiertła i upewnić się, że prędkość wiertła nie wytwarza zbyt wiele ciepła, które może mieć negatywny wpływ na plastik, zwłaszcza PLA.

Wkręcanie w plastik ABS jest podobno dużo łatwiejsze niż w przypadku innych filamentów. Plastik ABS jest mniej kruchy, a także ma wysoką temperaturę topnienia.

Jeśli masz jakieś podstawowe umiejętności projektowania, powinieneś być w stanie włączyć otwór do druku, więc nie musiałbyś wiercić dziury w modelu. Otwór, który jest wiercony, nie byłby tak trwały, jak otwór, który jest wbudowany w model.

Dobrą praktyką jest drukowanie otworu podczas drukowania modelu. Jeśli porównuję wydrukowany otwór i wywiercony otwór, wydrukowany otwór jest bardziej niezawodny i mocny.

Cóż, wiercenie może spowodować uszkodzenie całej architektury. Tutaj mam kilka przydatnych wskazówek, jak dokładnie wywiercić otwór w plastiku 3D bez uszkodzenia architektury:

Wiercić prostopadle

Wydrukowany plastik ma różne warstwy. Wiercenie w wydrukowanym plastiku w złym kierunku spowoduje rozszczepienie warstw. Badając ten problem, znalazłem, że powinniśmy użyć wiertarki prostopadle, aby wykonać otwór bez szkody dla architektury.

Wiercenie w cieple

Rozgrzanie punktu wiercenia przed wkręceniem w niego śruby zmniejszy twardość i kruchość tego punktu. Ta technika powinna pomóc w zapobieganiu pęknięciom w Twoich wydrukach 3D.

Możesz użyć do tego celu suszarki do włosów, ale staraj się nie zwiększać temperatury do punktu, w którym zacznie ona zbytnio mięknąć, zwłaszcza w przypadku PLA, ponieważ ma on dość niską odporność na ciepło.

Jak osadzić orzechy w wydrukach 3D

Osadzanie nakrętek w wydrukach 3D jest możliwe głównie poprzez zaprojektowanie modelu tak, aby można było zmieścić nakrętkę w zagłębieniu. Przykładem tego jest model z Thingiverse o nazwie Accessible Wade's Extruder, który wymaga sporo śrub, nakrętek i części do złożenia go w całość.

Ma wbudowane w model wgłębienia, dzięki czemu śruby i nakrętki lepiej się w nich mieszczą.

Innym znacznie bardziej złożonym projektem, który ma kilka zagłębionych sześciokątnych obszarów, aby zmieścić nakrętki captive, jest The Gryphon (Foam Dart Blaster) z Thingiverse. Projektant tego modelu wymaga wielu M2 & śrub M3, a także nakrętek M3 i wiele innych.

Mnóstwo gotowych projektów można dostać na różnych platformach internetowych, takich jak Thingiverse czy MyMiniFactory, gdzie projektanci osadzili już nakrętki w wydrukach 3D.

Więcej szczegółów znajdziecie w poniższym materiale wideo.

Jak naprawić gwinty do drukarki 3D, które nie pasują

Aby naprawić gwinty drukarki 3D, które nie pasują, musisz dokładnie skalibrować stopnie wytłaczania, aby twój ekstruder wytłaczał odpowiednią ilość materiału. Możesz również skalibrować i dostosować mnożnik wytłaczania, aby pomóc uzyskać dokładniejsze natężenie przepływu dla dobrej tolerancji. Nadmierne wytłaczanie spowoduje problemy w tym przypadku.

Sprawdź mój artykuł na temat 5 sposobów jak naprawić nadmierną ekstruzję w Twoich wydrukach 3D.