3D-печать очень универсальна, и многие люди задаются вопросом, можно ли печатать на 3D-носителях резьбу, винты, болты и другие подобные детали. Заинтересовавшись этим вопросом, я решил разобраться в нем и провести небольшое исследование, чтобы выяснить ответы.

Есть много деталей, которые вы захотите узнать, поэтому продолжайте читать эту статью, чтобы узнать больше.

Может ли 3D-принтер печатать резьбовые отверстия, отверстия для винтов и резьбовые детали?

Да, вы можете печатать 3D-печатью резьбовые отверстия, отверстия для винтов и резьбовые детали, если резьба не слишком тонкая или тонкая. Более крупная резьба, как на крышках бутылок, довольно проста. Другие популярные детали - гайки, болты, шайбы, модульные системы крепления, машинные тиски, контейнеры с резьбой и даже колесики.

Для создания резьбовых 3D-отпечатков можно использовать различные типы технологий 3D-печати, такие как FDM, SLA и даже SLS, хотя наиболее популярны в основном FDM и SLA.

SLA или 3D-печать смолой позволяет получить гораздо более тонкие детали резьбы по сравнению с FDM или филаментной 3D-печатью, поскольку она работает с более высоким разрешением.

Такие 3D-принтеры, как Ender 3, Dremel Digilab 3D45 или Elegoo Mars 2 Pro, могут печатать резьбовые отверстия и резьбонарезные детали довольно хорошо. Убедитесь, что вы печатаете с хорошими настройками и настроенным 3D-принтером, и тогда все будет в порядке.

На видео ниже показано, как один из пользователей нарезает резьбу на 3D-печатных деталях, вставляя отверстие в модель, а затем используя метчик и ручку для метчика от McMaster.

Может ли SLA печатать резьбу? Печать резьбы на смоле

Да, вы можете 3D-печатать резьбу с помощью 3D-принтеров со смолой SLA. Это идеальный вариант, поскольку он обеспечивает высокую точность и аккуратность выбранной вами модели, но я бы рекомендовал использовать смолу, которая хорошо справляется с винтами. Инженерные или прочные смолы отлично подходят для 3D-печати винтовой резьбы, которую можно нарезать.

SLA является отличным выбором для проектирования резьбы, поскольку обладает высоким разрешением и точностью. Он может печатать 3D объекты с очень высоким разрешением до 10 микрон.

Я бы рекомендовал использовать прочную смолу, например, Siraya Blu Tough Resin, которая обеспечивает удивительную прочность и долговечность, идеально подходит для резьбовых отпечатков смолы или 3D-печати предметов с резьбой.

Как нарезать резьбу на 3D-печатных деталях

Создание 3D-печатной резьбы возможно с помощью программного обеспечения CAD и использования встроенной конструкции резьбы в ваших моделях. Примером может служить инструмент резьбы и инструмент катушки в Fusion 360. Вы также можете использовать уникальный метод под названием "спиральная траектория", который позволяет вам создать любую форму резьбы, которую вы хотите.

3D-печать резьбы в дизайне

Печать резьбы - это отличный вариант, поскольку он уменьшает любые повреждения, которые могут возникнуть при ручном нарезании резьбы на 3D-печатной детали, но вам, вероятно, придется сделать несколько проб и ошибок, чтобы добиться достаточно хороших размеров, допусков и габаритов.

3D-печать имеет усадку и другие факторы, поэтому может потребоваться несколько тестов.

Вы можете напечатать резьбу различных размеров в зависимости от ваших потребностей. Использование стандартного программного обеспечения CAD со встроенными инструментами резьбы должно позволить вам 3D-печатать деталь с резьбой внутри.

Вот как печатать резьбу в TinkerCAD.

Сначала нужно создать учетную запись TinkerCAD, затем перейти к "Создать новый дизайн" и вы увидите этот экран. Обратите внимание на правую сторону, где показаны "Основные формы" и нажмите на них, чтобы открыть выпадающее меню с множеством других встроенных частей дизайна для импорта.

Позже я импортировал куб в рабочую плоскость, чтобы использовать его в качестве объекта для создания нити.

В выпадающем меню прокрутите его до самого низа и выберите "Генераторы фигур".

В меню "Генераторы форм" вы найдете деталь с метрической резьбой ISO, которую можно перетащить в рабочую плоскость.

Когда вы выберете нить, появится множество параметров, где вы можете настроить нить по своему желанию. Вы также можете изменить длину, ширину и высоту с помощью щелчков и перетаскивания маленьких квадратиков внутри объекта.

Вот как это выглядит при импорте куба как "Solid" и перемещении нити в куб после выбора ее как "Hole". Вы можете просто перетащить нить, чтобы переместить ее, и использовать верхнюю стрелку для увеличения или уменьшения высоты.

После того как объект спроектирован так, как вам нужно, вы можете выбрать кнопку "Экспорт", чтобы подготовить его к 3D-печати.

Вы можете выбрать форматы .OBJ, .STL, которые являются стандартом, используемым для 3D-печати.

После загрузки дизайна кубика с резьбой я импортировал его в слайсер. Ниже показан дизайн, импортированный в Cura для печати по нити и Lychee Slicer для печати по смоле.

Это процесс для TinkerCAD.

Если вы хотите узнать, как это сделать в более продвинутом программном обеспечении, таком как Fusion 360, посмотрите нижеприведенный видеоролик CNC Kitchen о трех способах создания 3D-печатной резьбы.

Резьбовые вставки с прессовой посадкой или термической обработкой

Эта технология печати резьбы на 3D-деталях очень проста. После того как деталь напечатана, вставки для прессования помещаются в специальную полость.

Подобно вставкам для прессования, вы также можете использовать что-то вроде шестигранных гаек с нагревом, чтобы надавить и вставить вашу резьбу непосредственно в 3D-печать, где есть разработанное углубленное отверстие.

Возможно, это можно сделать и без углубления, но для этого потребуется больше тепла и силы, чтобы пробить пластик. Обычно люди используют что-то вроде паяльника и нагревают его до температуры плавления пластика, который они используют.

В течение нескольких секунд он должен погрузиться в 3D-печать, чтобы создать прекрасную вставленную нить, которую вы можете использовать. Он должен хорошо работать со всеми видами нитей, такими как PLA, ABS, PETG, Nylon & PC.

Прочны ли 3D-печатные нити?

3D-печатные нити прочны, если они напечатаны из прочных материалов, таких как прочная/инженерная смола или нить ABS/Nylon. 3D-печатные нити из PLA должны хорошо держаться и быть прочными для функциональных целей. Если вы используете обычную смолу или хрупкую нить, 3D-печатные нити могут быть непрочными.

CNC Kitchen сняла видео, в котором проверяется, насколько прочны резьбовые вставки по сравнению с 3D-печатной резьбой, поэтому обязательно посмотрите его, чтобы получить более подробный ответ.

Еще одним фактором, когда речь идет о 3D-печатных нитях, является ориентация, в которой вы печатаете объекты.

Горизонтально напечатанные 3D-винты с опорами можно считать более прочными по сравнению с вертикально напечатанными 3D-винтами. На видео ниже показаны некоторые испытания различных ориентаций, когда речь идет о 3D-печати болтов и резьбы.

В нем рассматриваются испытания на прочность, конструкция болта и резьбы, уровень нагрузки, которую он может выдержать, и даже проверка крутящего момента.

Можно ли вкрутить шуруп в 3D-печатный пластик?

Да, в 3D-печатный пластик можно вкручивать винты, но делать это нужно аккуратно, чтобы не расколоть или не расплавить пластик. Важно использовать правильный тип сверла и следить за тем, чтобы скорость вращения сверла не создавала слишком большого нагрева, который может негативно повлиять на пластик, особенно PLA.

Считается, что вкручивание в ABS-пластик намного проще, чем в другие нити. ABS-пластик менее хрупкий, а также имеет высокую температуру плавления.

Если у вас есть некоторые базовые навыки проектирования, вы должны быть в состоянии включить отверстие в печать, чтобы вам не пришлось сверлить отверстие в модели. Просверленное отверстие будет не таким прочным, как отверстие, встроенное в модель.

Это хорошая практика - печатать отверстие во время печати модели. Если я сравню напечатанное отверстие и просверленное отверстие, то напечатанное отверстие более надежное и прочное.

Сверление может привести к повреждению всей архитектуры. Здесь я привожу несколько полезных советов, как аккуратно просверлить отверстие в 3D-пластике, не повредив архитектуру:

Сверлить перпендикулярно

Печатный пластик имеет различные слои. Сверление в печатном пластике в неправильном направлении приведет к расслоению слоев. Исследуя эту проблему, я обнаружил, что мы должны использовать сверлильный станок перпендикулярно, чтобы сделать отверстие без ущерба для архитектуры.

Сверлите деталь в теплом состоянии

Разогрев точки сверления перед ввинчиванием в нее винта уменьшит твердость и хрупкость этой точки. Эта техника должна помочь предотвратить появление трещин в ваших 3D-отпечатках.

Для этого можно использовать фен, но старайтесь не повышать температуру до такой степени, чтобы он начал слишком сильно размягчаться, особенно это касается PLA, поскольку он обладает довольно низкой термостойкостью.

Как внедрить орехи в 3D-печати

Встраивать гайки в 3D-отпечатки можно, в основном, проектируя модель таким образом, чтобы накидную гайку можно было установить в углубление. Примером может служить модель Thingiverse под названием Accessible Wade's Extruder, для сборки которой требуется довольно много винтов, гаек и деталей.

В модели предусмотрены углубления, чтобы винты и гайки лучше входили в них.

Другая, гораздо более сложная конструкция, имеющая несколько углубленных шестигранных областей для установки накидных гаек, - The Gryphon (Foam Dart Blaster) из Thingiverse. Конструктору этой модели требуется множество винтов M2 & M3, а также гайки M3 и многое другое.

Вы можете получить множество готовых дизайнов на различных онлайн-платформах, таких как Thingiverse и MyMiniFactory, где дизайнеры уже встроили гайки в 3D-отпечатки.

Более подробную информацию смотрите на видео ниже.

Как исправить резьбу, которая не подходит для 3D-принтера

Чтобы исправить резьбу 3D-принтера, которая не подходит, необходимо тщательно откалибровать шаги экструдера, чтобы он выдавливал нужное количество материала. Вы также можете откалибровать и настроить множитель экструзии, чтобы получить более точную скорость потока для хорошего допуска. Чрезмерная экструзия приведет к проблемам.

Ознакомьтесь с моей статьей о 5 способах устранения чрезмерной экструзии в ваших 3D-печатях.