3D-друк дуже універсальний, і багато людей цікавляться, чи можна 3D-друкувати різьбу, гвинти, болти та інші подібні типи деталей. Після того, як мені самому стало цікаво, я вирішив розібратися в цьому питанні і провести деякі дослідження, щоб з'ясувати відповіді на нього.

Є багато деталей, які ви захочете дізнатися, тому продовжуйте читати цю статтю, щоб дізнатися більше.

Чи може 3D-принтер друкувати різьбові отвори, гвинтові отвори та різьбові деталі?

Так, ви можете 3D-друкувати різьбові отвори, отвори для гвинтів і різьбові деталі, якщо різьблення не надто тонке або дрібне. Більші різьблення, наприклад, на кришках пляшок, надрукувати досить легко. Інші популярні деталі - гайки, болти, шайби, модульні системи кріплення, машинні лещата, контейнери з різьбленням і навіть коліщатка з великими пальчиками.

Для створення різьбових 3D-друків можна використовувати різні технології 3D-друку, такі як FDM, SLA і навіть SLS, хоча найпопулярнішими з них є FDM і SLA.

SLA або смоляний 3D-друк дозволяє отримати набагато тонші деталі за допомогою ниток порівняно з FDM-друком або ниткоподібним 3D-друком, оскільки він працює з вищою роздільною здатністю.

Такі 3D-принтери, як Ender 3, Dremel Digilab 3D45 або Elegoo Mars 2 Pro - це машини, які можуть досить добре друкувати отвори з різьбленням і різьблені деталі. Переконайтеся, що ви друкуєте з правильними налаштуваннями і налаштованим 3D-принтером, і тоді все буде готово до роботи.

На відео нижче показано, як один користувач вистукує 3D-друковані деталі, вставляючи отвір у модель, а потім використовуючи інструмент для вистукування з ручкою від McMaster.

Чи може SLA друкувати різьблення? Друк смоли для різьблення

Так, ви можете 3D-друкувати різьблення за допомогою 3D-принтерів на основі SLA-смоли. Це ідеальний варіант, оскільки він забезпечує високу точність і акуратність обраної вами моделі, але я рекомендую використовувати смолу, яка добре справляється з гвинтами. Інженерні або міцні смоли чудово підходять для 3D-друку гвинтових різьблень, які можна нарізати на різьблення.

SLA - чудовий вибір для проектування ниток, оскільки він має високу роздільну здатність і точність. Він може 3D-друкувати об'єкти з дуже високою роздільною здатністю до 10 мікрон.

Я рекомендую використовувати міцну смолу, таку як Siraya Blu Tough Resin, яка забезпечує дивовижну міцність і довговічність, ідеально підходить для нанесення відбитків із смоли або для 3D-друку різьбових об'єктів.

Як нарізати різьбу на 3D-друкованих деталях

Створення 3D-друкованих ниток можливе за допомогою програмного забезпечення САПР і використання вбудованого дизайну ниток у ваших моделях. Прикладом може бути інструмент нитки та інструмент котушки в Fusion 360. Ви також можете використовувати унікальний метод під назвою гвинтовий шлях, який дозволяє створювати будь-яку форму нитки, яку ви хочете.

Нитки для 3D-друку в дизайні

Друк різьблення - чудовий варіант, оскільки він зменшує будь-які пошкодження, які можуть виникнути при ручному постукуванні по 3D-друкованій деталі для створення різьблення, але вам, ймовірно, доведеться зробити кілька спроб і помилок, щоб отримати достатній розмір, допуски і розміри.

3D-друк пов'язаний з усадкою та іншими факторами, тому може знадобитися кілька тестів.

Ви можете надрукувати різьбу різних розмірів залежно від ваших потреб. Використовуючи стандартне програмне забезпечення CAD з вбудованими інструментами для нарізання різьби, ви зможете надрукувати деталь з різьбою всередині.

Ось як друкувати нитки у TinkerCAD.

Спочатку потрібно створити обліковий запис TinkerCAD, потім перейти до пункту "Створити новий дизайн", після чого ви побачите цей екран. Зверніть увагу на праву частину, де показано "Базові форми", і клацніть на ньому, щоб відкрити спадне меню з великою кількістю інших вбудованих деталей дизайну для імпорту.

Пізніше я імпортував куб на робочу площину, щоб використати його як об'єкт для створення потоку.

У випадаючому меню прокрутіть униз і виберіть "Генератори фігур"

У меню "Генератори форм" ви знайдете частину метричної різьби ISO, яку можна перетягнути на робочу площину.

Коли ви виберете нитку, з'явиться багато параметрів, за допомогою яких ви можете налаштувати нитку відповідно до ваших побажань. Ви також можете змінити довжину, ширину і висоту за допомогою клацання і перетягування маленьких квадратиків всередині об'єкта.

Ось як це виглядає, коли ви імпортуєте куб як "Суцільний" і переміщуєте нитку всередину куба, вибравши його як "Отвір". Ви можете просто перетягнути нитку, щоб перемістити її, і використовувати верхню стрілку, щоб підняти або опустити висоту.

Після того, як об'єкт спроектовано так, як ви хочете, ви можете натиснути кнопку "Експортувати", щоб підготувати його до 3D-друку.

Ви можете вибрати один з форматів .OBJ, .STL, які є стандартом для 3D-друку.

Завантаживши дизайн куба з різьбленням, я імпортував його до слайсера. Нижче ви бачите дизайн, імпортований до Cura для друку ниткою та Lychee Slicer для друку смолою.

Це процес для TinkerCAD.

Якщо ви хочете дізнатися, як це зробити в більш просунутому програмному забезпеченні, такому як Fusion 360, подивіться відео нижче від CNC Kitchen про три способи створення 3D-друкованих ниток.

Різьбові вставки для пресування або термонарізання

Ця технологія друку різьблення на 3D-деталях дуже проста. Після того, як деталь надрукована, в спеціальну порожнину поміщаються вставки, що притискаються до деталі.

Подібно до вставок для пресування, ви також можете використовувати щось на кшталт шестигранних гайок з нагріванням, щоб проштовхнути і вставити нитки безпосередньо у ваш 3D-друк, де є спеціальний заглиблений отвір.

Це можна зробити і без заглибленого отвору, але для цього знадобиться більше тепла і зусиль, щоб пробитися крізь пластик. Зазвичай люди використовують щось на кшталт паяльника і нагрівають його до температури плавлення пластику, який вони використовують.

За лічені секунди він повинен зануритися у ваш 3D-друк і створити чудову вставлену нитку, яку ви можете використовувати. Він повинен добре працювати з усіма видами ниток, такими як PLA, ABS, PETG, нейлон і PC.

Чи міцні 3D-друковані нитки?

3D-друковані нитки міцні, якщо вони надруковані з міцних матеріалів, таких як міцна інженерна смола або нитки з АБС/нейлону. 3D-друковані нитки з ПЛА повинні добре триматися і бути довговічними для функціональних цілей. Якщо ви використовуєте звичайну смолу або крихкі нитки, 3D-друковані нитки можуть бути неміцними.

Компанія CNC Kitchen зробила відео-тест на міцність різьбових вставок у порівнянні з 3D-друкованими нитками, тому обов'язково перегляньте його, щоб отримати більш ґрунтовну відповідь.

Ще одним фактором, коли йдеться про 3D-друк нитками, є орієнтація, в якій ви друкуєте об'єкти.

Горизонтально надруковані гвинти з опорами можна вважати міцнішими порівняно з вертикально надрукованими гвинтами. На відео нижче показано тестування різних орієнтацій, коли йдеться про 3D-друк болтів і різьблення.

Він розглядає випробування на міцність, конструкцію самого болта і різьблення, рівень навантаження, яке він може витримати, і навіть випробування на крутний момент.

Чи можете ви вкрутити в 3D-друкований пластик?

Так, ви можете вкручувати гвинти в 3D-друкований пластик, але робити це потрібно обережно, щоб не тріснути і не розплавити пластик. Важливо використовувати правильний тип свердла і переконатися, що швидкість свердла не створює занадто багато тепла, яке може мати негативний вплив на пластик, особливо на PLA.

Вкручування в АБС-пластик набагато легше, ніж в інші нитки. АБС-пластик менш крихкий, а також має високу температуру плавлення.

Якщо у вас є базові навички дизайну, ви зможете зробити отвір у принтері, щоб не свердлити модель. Просвердлений отвір не буде таким довговічним, як вбудований у модель.

Це хороша практика - друкувати отвір під час друку моделі. Якщо порівнювати друкований і просвердлений отвір, то друкований отвір надійніший і міцніший.

Свердління може призвести до пошкодження всієї архітектури. Ось кілька корисних порад, як точно просвердлити отвір у 3D-пластику, не пошкодивши при цьому архітектуру:

Свердлити перпендикулярно

Друкований пластик має різні шари. Свердління в ньому в неправильному напрямку призведе до розшарування шарів. Досліджуючи цю проблему, я виявив, що ми повинні використовувати свердлильний верстат перпендикулярно, щоб зробити отвір, не завдаючи шкоди архітектурі.

Свердліть деталь, поки вона тепла

Нагрівання точки свердління перед вкручуванням зменшить твердість і крихкість цієї точки. Ця техніка допоможе запобігти появі тріщин у ваших 3D-друках.

Ви можете використовувати для цього фен, але намагайтеся не підвищувати температуру до такого рівня, коли він почне занадто сильно розм'якшуватися, особливо це стосується PLA, оскільки він має досить низьку термостійкість.

Як вставити горіхи в 3D-друк

Вбудовувати гайки в 3D-друк можна, головним чином, спроектувавши модель так, щоб вона могла поміститися в заглибленні. Прикладом може слугувати модель від Thingiverse під назвою "Доступний екструдер Вейда", яка потребує чималої кількості гвинтів, гайок і деталей, щоб зібрати її докупи.

Він має вбудовані в модель заглиблення, щоб гвинти та гайки могли краще вкручуватися.

Ще одна набагато складніша конструкція, яка має кілька заглиблених шестигранних ділянок для встановлення накидних гайок, - це Gryphon (Foam Dart Blaster) від Thingiverse. Конструктор цієї моделі потребує багато гвинтів M2 і M3, а також гайок M3 і багато іншого.

Ви можете знайти безліч готових дизайнів на різних онлайн-платформах, таких як Thingiverse та MyMiniFactory, де дизайнери вже вбудували горіхи в 3D-друк.

Для більш детальної інформації дивіться відео нижче.

Як виправити нитки, які не підходять до 3D-принтера

Щоб виправити нитки 3D-принтера, які не підходять, потрібно ретельно відкалібрувати кроки екструдера, щоб екструдер видавлював потрібну кількість матеріалу. Ви також можете відкалібрувати і відрегулювати мультиплікатор екструзії, щоб отримати більш точну швидкість потоку для хорошого допуску. Надмірна екструзія може спричинити проблеми.

Ознайомтеся з моєю статтею про 5 способів усунення надмірної екструзії у ваших 3D-друках.