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如何为 3D 打印零件选择最佳紧固件

2021-12-31 阅读 3244

关于紧固不同3D打印组件的最佳方法,我们遇到了很多问题。例如,在对硬件产品进行原型设计时,通常需要制作比单个3D打印组件更复杂的组装结构,如电子外壳或机器人组件。


有时,您可能需要打印太大的3D打印机的构建包的组件,所以您需要考虑永久或间歇组装打印部件的方法。


装配三维零件的方法之一是使用卡扣配合组件,但另一种很好的方法是使用螺纹。


有很多不同的方法可以在3D打印部件中实现线程,因此我们将介绍最常用方法的优缺点以及具体的安装步骤,以帮助您开始。


螺纹嵌件




我们的首选方法,也是我们最常推荐的方法,是使用螺纹嵌件,因为它易于安装且手感极佳。


  • 优点:快速、简单、干净;无限组装/拆卸;生产质量

  • 缺点:更贵;需要增加壁厚

  • 材料和工具:黄铜嵌件;烙铁;精确刀


安装步骤:

1.将插入件放入要推入的相关孔中

2.用加热的烙铁,把它放在插入物的中间并施加少量的压力。

3.当插入物开始加热时,你会看到它沉入孔中

4.一旦刀片看起来与零件表面齐平,请使用您的精确刀片检查并修剪任何多余的材料


自攻螺丝




螺纹插入件的另一种方法是使用自攻螺钉。如果你想要快速但脏的东西,这是最简单、最便宜的方法,所以如果这是你的第一个原型,或者你正在使用低分辨率的材料,比如PLA,自攻螺钉是一个很好的选择。


优点:简易安装;最低设计要求;便宜的

缺点:脆性材料可能会破裂;有限组装/拆卸;低强度;材料和工具;自攻螺丝


安装步骤:

1.就像螺丝刀和螺丝一样简单......只需拧一下就行了


将线程设计成 3D 模型




在设计需要非常大螺纹的零件时,最好的方法是将螺纹设计到3D模型本身中。


优点:可以设计自定义螺纹;插入件不可用时很好(即M50 螺纹);适用于脆性材料

缺点:螺纹会随着时间的推移而磨损;难以准确建模;需要高分辨率打印;材料和工具

无(仅限 CAD)


安装步骤:




1.确保螺纹建模准确

2.使用高分辨率材料打印组件

3.对于内螺纹,使用丝锥“完成”螺纹。如果您没有可用的丝锥,请尝试使用机械螺丝。

4.对于外螺纹,请使用与您的螺纹尺寸相符的钢螺母,并用它来完成部件上的螺纹。

5.确保完全敲打部件的通孔-这将确保从攻丝特征中去除多余的材料,并准备好零件进行紧固。

6.对于盲孔,确保攻丝深度足以装配,并确保清洁任何多余的材料(试图将紧固件拧入带有碎屑的部件可能会损坏您的功能)。


使用此方法向打印零件添加螺纹时,请确保与螺纹特征保持垂直对齐;值得特别注意的是,避免交叉穿线,这可能会对零件造成永久性损坏。


用丝锥切割螺纹




这是使用螺纹最传统的方法。在减材制造中,一旦CNC将孔放置在螺纹将要穿过的位置,则使用钻丝锥在每个孔中创建所需的螺纹。


使用 3D 打印进行原型制作时,您可以使用与手钻丝锥相同的方法在塑料原型中创建螺纹。


优点:比自攻螺钉更好的组装/拆卸;

缺点:低强度;塑料线随时间磨损;时间密集

材料和工具:钻攻;螺钉;


安装步骤:

1.使用相应的钻头攻丝轻敲螺纹特征,以切割可用螺纹

2.施加扭矩时,小心不要损坏部件


固定的六角螺母




将部件紧固在一起的另一个常用策略是创建用于捕获六角螺母的印刷口袋。


优点:低成本解决方案;良好的夹持力;易于安装

缺点:仅适用于外表面;需要额外的材料来固定螺母;设计约束

材料和工具:六角螺母;螺钉


如何使用这个方法:

1.测量紧固件的尺寸 - 这是一个很好的资源来帮助你。

2.为孔尺寸增加一点公差(0.005 – 0.010英寸)以适应任何尺寸误差。

3.在将螺母压入袋中之前,在螺母上涂一点胶水,但要将其粘到袋内表面。否则,当向螺母施加扭矩时,可能会将其从凹槽中拉出


机械注意事项


以下三个问题可帮助您考虑哪种方法最适合您的项目:


  • 1.您是否需要拆卸和重新组装组件?

  • 2.您的力量要求或保持力是多少?

  • 3.零件设计中固有的几何或空间限制是什么?


此外,在设计紧固功能时,请牢记以下三个重要考虑因素:


  • 1.通常应避免沿平行于打印的轴弯曲,因为在这个方向上打印的组件在结构上要弱得多。

  • 2.添加装配特征时,请注意材料的允许应力和应变。

  • 3. 在添加紧固件特征之前,请仔细检查CAD模型。例如,如果要添加六角螺母,请检查所用六角螺母的高度;如果要使用螺纹嵌件,请检查所安装嵌件的螺距。
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