Các bộ phận in 3D có thể được cải thiện bằng cách sử dụng khớp nối & các bộ phận lồng vào nhau trong thiết kế, nhưng chúng có thể khó in 3D theo chiều. Sau khi gặp một số lỗi khi in 3D các bộ phận này, tôi quyết định viết một bài báo về cách in 3D chúng một cách chính xác.

Về các mối nối & các bộ phận lồng vào nhau, bạn nên đảm bảo máy in của mình được hiệu chỉnh đúng cách để máy in không bị đùn dưới hoặc quá mức, cho phép độ chính xác về kích thước tốt hơn. Bạn muốn chừa một khoảng trống và khoảng trống thích hợp giữa hai phần. Sử dụng phương pháp thử và sai để có kết quả tốt nhất.

Hơn nữa, để in thành công các phần này, bạn cũng cần tuân theo một số mẹo thiết kế quan trọng nếu bạn đang tự tạo các mô hình này.

Đây là câu trả lời cơ bản về cách in 3D kết nối các khớp và bộ phận, nhưng có nhiều thông tin và mẹo thiết kế khác mà bạn sẽ thấy hữu ích trong bài viết này. Vì vậy, hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu thêm.

Khớp là gì?

Để giải thích rõ nhất khớp là gì, chúng ta hãy lấy định nghĩa này từ chế biến gỗ. Mối nối là điểm mà hai hoặc nhiều bộ phận được nối với nhau để tạo thành một vật thể lớn hơn, phức tạp hơn.

Mặc dù định nghĩa này là từ chế biến gỗ nhưng nó vẫn phù hợp với in 3D. Điều này là do chúng tôi sử dụng các khớp nối trong in 3D để nối hai hoặc nhiều bộ phận lại với nhau nhằm tạo ra một vật thể lớn hơn với độ phức tạp hơnquyết định phần lớn độ bền của các bộ phận được in bằng FDM.

Để có kết quả tốt nhất, hãy in các lớp của đầu nối song song với khớp. Vì vậy, thay vì dựng các đầu nối theo chiều dọc lên trên, hãy dựng chúng theo chiều ngang trên tấm dựng.

Để giúp bạn hình dung về sự khác biệt về độ bền xảy ra theo hướng, bạn có thể xem video in 3D các bu lông và ren theo các hướng khác nhau.

Đó là tất cả những gì tôi có cho bạn về in các khớp nối và các bộ phận lồng vào nhau. Tôi hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn in được mối nối hoàn hảo và mở rộng phạm vi sáng tạo của mình.

Chúc bạn in vui vẻ và may mắn!

Ví dụ: bạn có thể sử dụng các khớp nối làm điểm kết nối để lắp ráp một số bộ phận trong một cụm lắp ráp. Bạn có thể sử dụng chúng để nối các phần quá lớn để in trên bàn in 3D của bạn thành một đối tượng.

Bạn thậm chí có thể sử dụng chúng như một phương tiện cho phép một số chuyển động giữa hai phần cứng khác. Vì vậy, bạn có thể thấy rằng khớp nối là một cách tuyệt vời để mở rộng chân trời sáng tạo của bạn trong in 3D.

Có những loại khớp nối in 3D nào?

Cảm ơn các nghệ sĩ 3D không ngừng vượt qua ranh giới về thiết kế, có nhiều loại khớp mà bạn có thể in 3D.

Chúng tôi có thể chia chúng thành hai loại một cách lỏng lẻo; Mối ghép liên động và mối ghép khớp nối. Hãy cùng xem xét chúng.

Mối nối lồng vào nhau

Mối nối lồng vào nhau không chỉ phổ biến trong chế biến gỗ và in 3D mà còn trong chế tác đá. Các khớp này dựa vào lực ma sát giữa hai bộ phận ăn khớp để giữ khớp.

Thiết kế cho khớp lồng vào nhau yêu cầu một phần nhô ra. Trên phần còn lại, có một khe hoặc rãnh để phần nhô ra khớp vào.

Lực ma sát giữa cả hai phần giữ khớp cố định, thường làm giảm chuyển động giữa hai phần, do đó kết nối chặt chẽ.

Mối ghép hộp

Mối ghép hộp là một trong những mối ghép lồng vào nhau đơn giản nhất. Một bộ phận có một loạt các phần nhô ra giống như ngón tay hình hộp ở phần cuối của nó. Mặt khác, có hình hộphốc hoặc lỗ để các phần nhô ra khớp vào. Sau đó, bạn có thể nối cả hai đầu lại với nhau để tạo thành mối nối liền mạch.

Dưới đây là một ví dụ tuyệt vời về mối nối hộp lồng vào nhau mà bạn sẽ thấy rất khó để tách rời.

Mối ghép Dovetail

Mối ghép Dovetail là một biến thể nhỏ của khớp hộp. Thay vì các hình chiếu hình hộp, mặt cắt của nó có hình nêm giống đuôi chim bồ câu hơn. Các phần nhô ra hình nêm mang lại sự vừa vặn tốt hơn, chặt chẽ hơn do ma sát tăng lên.

Đây là khớp nối khớp ăn khớp đang hoạt động với Hộp khớp nối bất khả thi từ Thingiverse.

Khớp nối lưỡi và rãnh

Mối ghép lưỡi và rãnh là một biến thể khác của mối ghép hộp. Chúng ta có thể sử dụng khớp nối này cho các kết nối cần cơ chế trượt và các chuyển động khác theo một hướng.

Biên dạng của các điểm kết nối của chúng giống như các khớp nối trong hộp hoặc khớp nối khớp. Tuy nhiên, trong trường hợp này, các biên dạng được mở rộng hơn, cho phép các bộ phận giao phối trượt tương đối tự do với nhau.

Bạn có thể tìm thấy cách triển khai tuyệt vời các khớp nối này trong Ngăn kéo lục giác mô-đun rất phổ biến có tên The HIVE.

Như bạn có thể thấy, các ngăn màu cam trượt bên trong các hộp đựng màu trắng, tạo ra khớp lưỡi và rãnh có mục đích là cần các chuyển động định hướng.

Các bộ phận trượt in 3D cho một số thiết kế nhất định là hợp lý, vì vậy nó thực sự phụ thuộc vàotoàn bộ dự án và hoạt động.

Mối ghép khớp khít

Mối ghép khớp nối là một trong những tùy chọn kết nối tốt nhất dành cho nhựa hoặc vật thể in 3D.

Chúng là được hình thành bằng cách gắn hoặc uốn các bộ phận khớp nối vào vị trí mà chúng được giữ cố định nhờ sự can thiệp giữa các tính năng khóa liên động.

Vì vậy, bạn phải thiết kế các tính năng khóa liên động này đủ linh hoạt để chịu được ứng suất uốn. Tuy nhiên, mặt khác, chúng cũng phải đủ cứng để giữ mối nối ở đúng vị trí sau khi kết nối các bộ phận.

Bộ khớp bắt công xôn

Bộ khớp bắt côngxon sử dụng một đầu nối có móc ở phần cuối của một thanh mảnh của một trong các bộ phận. Bạn bóp hoặc làm lệch nó và luồn nó vào khe hở đã tạo để gắn chặt lại.

Phần còn lại này có một hốc để móc nối trượt và bắt vào để tạo mối nối. Sau khi đầu nối có móc trượt vào trong khoang, nó sẽ lấy lại hình dạng ban đầu, đảm bảo vừa khít.

Ví dụ về điều này là nhiều thiết kế vừa vặn mà bạn thấy trong Thingiverse như Khí cầu Snap-Fit mô-đun. Nó có các bộ phận được thiết kế theo cách mà bạn có thể gắn các bộ phận vào vị trí thay vì phải dán chúng.

Video dưới đây hướng dẫn tuyệt vời về cách tạo khớp nối dễ dàng các hộp trong Fusion 360.

Mối ghép hình khuyên

Mối ghép hình khuyên thường được sử dụng trên các bộ phận có biên dạng tròn. Vìví dụ: một bộ phận có thể có đường gờ nhô ra khỏi chu vi của nó, trong khi bộ phận tương ứng của nó có rãnh cắt vào vành của nó.

Khi bạn ấn cả hai phần lại với nhau trong quá trình lắp ráp, một bộ phận sẽ bị lệch và mở rộng cho đến khi gờ tìm thấy đường gờ rãnh. Sau khi gờ tìm thấy rãnh, bộ phận bị lệch sẽ trở về kích thước ban đầu và mối nối hoàn tất.

Ví dụ về mối nối khớp hình khuyên bao gồm khớp cầu và khớp ổ cắm, nắp bút, v.v.

Video dưới đây là một ví dụ về cách thức hoạt động của khớp nối bóng.

Khớp dính xoắn

Các loại khớp nối khớp nối này sử dụng tính linh hoạt của nhựa. Họ làm việc theo cách để một chốt. Đầu nối có móc có đầu tự do giữ hai phần lại với nhau bằng cách chốt vào phần nhô ra trên phần kia.

Để nhả khớp này, bạn có thể nhấn vào đầu còn lại của đầu nối có móc. Các loại kết nối và khớp nối đáng chú ý khác mà bạn có thể in 3D bao gồm bản lề, khớp nối vít, khớp nối rãnh, v.v.

Maker's Muse giới thiệu cách thiết kế bản lề có thể in 3D.

Bạn 3D như thế nào In Mối nối & Các bộ phận?

Nói chung, bạn có thể in 3D các khớp và bộ phận theo hai cách. Chúng bao gồm:

• In tại chỗ (khớp cố định)
• In riêng lẻ

Hãy xem xét kỹ hơn các phương pháp này.

In tại chỗ

In tại chỗ liên quan đến việc in tất cả các bộ phận được kết nối và khớp với nhau trongtrạng thái lắp ráp. Giống như tên gọi “khớp nối cố định”, các bộ phận này được nối với nhau ngay từ đầu và hầu hết thường không thể tháo rời.

Bạn có thể in 3D các khớp nối và bộ phận tại chỗ bằng cách sử dụng một khe hở nhỏ giữa các bộ phận . Khoảng trống giữa chúng làm cho các lớp giữa các miếng trong mối nối yếu đi.

Vì vậy, sau khi in, bạn có thể dễ dàng vặn và bẻ các lớp để tạo ra mối nối hoàn toàn có thể di chuyển được. Bạn có thể thiết kế và in bản lề, khớp cầu, khớp cầu và ổ cắm, khớp vít, v.v. bằng phương pháp này.

Bạn có thể xem thực tế thiết kế này trong video bên dưới. Tôi đã tạo một vài mẫu có thiết kế này và nó hoạt động rất tốt.

Tôi sẽ tìm hiểu thêm về cách thiết kế các mối nối tại chỗ trong phần sau.

Bạn cũng có thể in chúng bằng cách sử dụng các cấu trúc hỗ trợ hòa tan. Sau khi in, bạn có thể tháo các cấu trúc hỗ trợ bằng giải pháp thích hợp.

In riêng lẻ

Phương pháp này liên quan đến việc in riêng lẻ tất cả các bộ phận trong cụm và lắp ráp chúng sau đó. Phương pháp riêng biệt thường dễ triển khai hơn phương pháp in tại chỗ.

Bạn có thể sử dụng phương pháp này cho khớp xoắn, công xôn và một số khớp nối hình khuyên.

Tuy nhiên, phương pháp này thiếu sự tự do thiết kế mà phương pháp in tại chỗ mang lại. Sử dụng phương pháp này cũng làm tăng thời gian in và thời gian lắp ráp.

Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem cách thiết kế và lắp ráp đúng cáchthực hiện cả hai phương pháp này để in các mối nối.

Mẹo in 3D các khớp nối và bộ phận

Việc in các khớp nối và các bộ phận có thể khá phức tạp. Vì vậy, tôi đã tổng hợp một số mẹo và thủ thuật để giúp bạn thực hiện quá trình này suôn sẻ.

Một bản in 3D thành công phụ thuộc vào cả thiết kế và máy in. Vì vậy, tôi sẽ chia các mẹo thành hai phần; một cho thiết kế và một cho máy in.

Hãy đi sâu vào vấn đề này.

Mẹo thiết kế để kết nối các khớp nối và các bộ phận lồng vào nhau

Chọn khoảng hở phù hợp

Giải phóng mặt bằng là không gian giữa các bộ phận giao phối. Điều này rất quan trọng, đặc biệt nếu bạn đang in các bộ phận tại chỗ.

Hầu hết người dùng có kinh nghiệm khuyên bạn nên để khoảng hở là 0,3mm cho người mới bắt đầu. Tuy nhiên, bạn có thể thử nghiệm trong phạm vi 0,2 mm và 0,6 mm để tìm ra loại phù hợp nhất với mình.

Một nguyên tắc nhỏ là sử dụng độ dày lớp gấp đôi mà bạn đang in làm khoảng trống của bạn.

Khoảng trống có thể nhỏ một cách dễ hiểu khi in các khớp nối lồng vào nhau như các khớp nối không cho phép chuyển động tương đối. Tuy nhiên, nếu bạn đang in một bộ phận như khớp cầu và ổ cắm hoặc bản lề yêu cầu chuyển động tương đối, thì bạn phải sử dụng dung sai phù hợp.

Việc chọn khoảng hở phù hợp sẽ tính đến dung sai của vật liệu và đảm bảo tất cả các bộ phận khớp với nhau chính xác sau khi in.

Sử dụng Fillet vàCác mặt vát

Các đầu nối thanh mảnh dài trong khớp nối khớp nối nhanh công xôn và xoắn thường chịu nhiều áp lực trong quá trình nối. Do áp suất, các góc nhọn ở gốc hoặc đầu của chúng thường có thể đóng vai trò là điểm chớp cháy hoặc tiêu điểm cho các vết nứt và gãy.

Vì vậy, một phương pháp thiết kế tốt là loại bỏ các góc nhọn này bằng cách sử dụng các miếng phi lê và vát. Ngoài ra, các cạnh tròn này mang lại khả năng chống nứt và gãy tốt hơn.

Đầu nối in với 100% kim loại lấp đầy

Như tôi đã đề cập trước đây, đầu nối hoặc kẹp ở một số khớp chịu áp lực cao trong quá trình nối quá trình. Việc in chúng với 100% chất độn giúp chúng có độ bền và khả năng phục hồi tốt hơn để chịu được các lực này. Một số vật liệu cũng linh hoạt hơn những vật liệu khác, chẳng hạn như Nylon hoặc PETG.

Sử dụng Chiều rộng phù hợp cho Kẹp nối

Tăng kích thước của các kẹp này theo hướng Z giúp tăng độ cứng và sức mạnh của khớp. Đầu nối của bạn phải dày ít nhất 5 mm để có kết quả tốt nhất.

Đừng quên kiểm tra khoảng hở khi niêm phong

Khi tăng hoặc giảm tỷ lệ mô hình, các giá trị khoảng hở cũng thay đổi. Điều này có thể dẫn đến việc vừa vặn quá chật hoặc quá lỏng.

Vì vậy, sau khi chia tỷ lệ mô hình 3D để in, hãy kiểm tra và đưa khoảng hở về giá trị thích hợp.

Mẹo dành cho In 3D Kết nối các khớp nối và các bộ phận lồng vào nhau

Tại đâylà một số mẹo về cách định cấu hình và hiệu chỉnh máy in của bạn để có trải nghiệm in tốt nhất.

Kiểm tra Dung sai của máy in của bạn

Các máy in 3D khác nhau có các mức dung sai khác nhau. Vì vậy, một cách tự nhiên, điều này ảnh hưởng đến kích thước của khoảng hở mà bạn sẽ chọn trong thiết kế của mình.

Hơn nữa, cài đặt hiệu chỉnh của máy in và loại vật liệu bạn sử dụng trong quá trình in cũng xác định dung sai và độ vừa vặn cuối cùng của các bộ phận.

Vì vậy, để tránh sự phù hợp kém, tôi khuyên bạn nên in một mô hình thử nghiệm dung sai (Thingiverse). Với mô hình này, bạn sẽ có thể xác định dung sai của máy in và điều chỉnh thiết kế của mình cho phù hợp.

Bạn cũng có thể nhận được Bài kiểm tra dung sai của Makers Muse từ Gumroad, như được hiển thị trong video bên dưới.

Tôi khuyên bạn nên xem bài viết của tôi về Cách hiệu chỉnh các bước & Tốc độ dòng chảy Hoàn hảo để giúp bạn đi đúng hướng.

In và kiểm tra các khớp nối trước

Việc in các khớp nối khá khó và đôi khi có thể gây khó chịu. Vì vậy, để tránh lãng phí thời gian và vật liệu, hãy in và kiểm tra các khớp trước khi in toàn bộ mô hình.

Trong trường hợp này, sử dụng bản in thử sẽ cho phép bạn kiểm tra dung sai và điều chỉnh chúng cho phù hợp trước khi in bản cuối cùng người mẫu. Bạn nên thu nhỏ mọi thứ lại để thử nghiệm nếu tệp gốc của bạn khá lớn.

Sử dụng hướng bản dựng phù hợp

Hướng lớp