Draadontwerpspecificaties voor 3D-geprinte onderdelen: Selectie van zelftappende schroefdraad en inzetmoeren

Toepassingsvereisten voor 3D-geprinte schroefdraadverbindingen

Schroefdraadverbindingen zijn een van de meest gebruikte verbindingsmethoden bij mechanische assemblage. Voor 3D-geprinte onderdelen zijn ook schroefdraadverbindingen nodig die met andere onderdelen kunnen worden geassembleerd. De uitdaging bij het printen van garen ligt in de mechanische eigenschappen en productienauwkeurigheid van het materiaal. De sterkte en hardheid van de meeste 3D-printmaterialen zijn lager dan die van metalen, en het draadprofiel is gevoelig voor slijtage en beschadiging. De afdruknauwkeurigheid beperkt de minimale grootte en het nauwkeurigheidsniveau van draden. Afhankelijk van de belastingsgrootte, de demontagefrequentie en de betrouwbaarheidseisen van het toepassingsscenario moet een geschikt schroefdraadontwerp worden geselecteerd.

Ontwerppunten voor het direct printen van schroefdraad

Het direct printen van schroefdraad is het ontwerpen van het schroefdraadprofiel tijdens het modelleren en het integraal met het onderdeel printen. Deze methode is geschikt voor toepassingen met een lage belasting en een lage demontagefrequentie, zoals decoratieve onderdelen en lichtbelaste connectoren. Bij het ontwerpen moet u rekening houden met: draadmaat. Het wordt aanbevolen dat de spoed niet minder is dan 1 mm en de draaddiepte niet minder dan 0,5 mm. Als de draad te klein is, is het moeilijk om de afdruknauwkeurigheid te garanderen. Probeer voor de draadrichting de draadas loodrecht op de afdrukrichting te maken om een ​​betere nauwkeurigheid van het tandprofiel te verkrijgen. Het startpunt van de schroefdraad en het startpunt van het tandprofiel moeten worden afgeschuind om vervorming van de eerste laag te voorkomen die het schroeven beïnvloedt. Voor een goede passing moet de tolerantiezone van bedrukte schroefdraad breder zijn dan die van metalen schroefdraad. Het wordt aanbevolen om de passingsspeling met 0,1-0,2 mm te vergroten.

Ontwerpspecificaties voor zelftappende draadgaten

Zelftappende schroefdraden zijn bedoeld om zelftappende schroeven rechtstreeks in de afgedrukte optische gaten te schroeven, zodat het schroefprofiel schroefdraad vormt op de gatwand. Deze methode is geschikt voor toepassingen met gemiddelde belasting en gemiddelde demontagefrequentie en heeft een hoge montage-efficiëntie. Belangrijke ontwerppunten zijn onder meer: ​​ontwerp van de gatdiameter. De gatdiameter moet 0,3-0,5 mm kleiner zijn dan de nominale diameter van de schroef om ervoor te zorgen dat de schroef in het materiaal kan snijden en een verbinding kan vormen. Gatdiepte, de gatdiepte moet 2-3 mm groter zijn dan de schroeflengte om te voorkomen dat de schroef uitbodemt. De dikte van de gatwand en de dikte van het materiaal rond het gat mogen niet minder zijn dan de diameter van de schroef om voldoende draagvlak te garanderen. Materiaalkeuze: zachtere materialen (zoals PLA, ABS) zijn geschikt voor zelftappen, terwijl hardere of brosse materialen (zoals hars, koolstofvezelmaterialen) gemakkelijk te kraken zijn.

Toepassingsvoordelen van insteekmoeren

Insteekmoeren verankeren metalen moeren in geprinte onderdelen om een ​​zeer sterke schroefdraadverbinding te vormen. Deze methode is geschikt voor toepassingen met hoge belasting en hoge demontagefrequentie en heeft de hoogste betrouwbaarheid. Invoegmethoden omvatten: hotmelt-inzetstukken, gebruik van hotmelt-gereedschappen om de inzetstukken in de gereserveerde gaten te drukken, geschikt voor FDM-printen van PLA, ABS, nylon en andere materialen. Ultrasone inzetstukken gebruiken ultrasone trillingen om de inzetstukken in te drukken en zijn geschikt voor technische kunststoffen. Zelfklevende inzetstukken, waarbij het inzetstuk met structuurlijm in het gat wordt bevestigd, zijn geschikt voor alle materialen. Het insteekgat moet tijdens het ontwerp worden gereserveerd. De gatdiameter is 0,1-0,2 mm groter dan de buitendiameter van het inzetstuk. De diepte van het inzetstuk wordt bepaald op basis van de belasting, meestal 1-1,5 keer de hoogte van het inzetstuk.

Betrouwbaarheidstests van schroefdraadverbindingen

Betrouwbaarheidstests zijn vereist nadat het ontwerp van schroefdraadverbindingen is voltooid. De eerste is de schroeftest om te controleren of de schroefdraden soepel in elkaar geschroefd kunnen worden en of er sprake is van vastlopen of slippen. De tweede stap is de uittrekkrachttest, waarbij het axiale draagvermogen van de schroefdraadverbinding wordt gemeten. De uittrekkracht van de zelftappende draad mag niet minder zijn dan 50% van de schuifsterkte van het materiaal. De derde is de demontagetest, waarbij de schroeven herhaaldelijk in en uit worden gedraaid (meestal 10-20 keer) om te controleren of de schroefdraad beschadigd of los is. De vierde is de triltest, die de trillingen van de werkomgeving simuleert en controleert of de verbinding los zit. Kies het meest geschikte draadontwerp op basis van de testresultaten.