Especificações de design de rosca para peças impressas em 3D: Seleção de roscas auto-roscantes e porcas de inserção

Requisitos de aplicação para conexões roscadas impressas em 3D

As conexões roscadas são um dos métodos de conexão mais comumente usados ​​em montagem mecânica. As peças impressas em 3D também requerem conexões roscadas para serem montadas com outras peças. O desafio da impressão de fios reside nas propriedades mecânicas e na precisão de fabricação do material. A resistência e a dureza da maioria dos materiais de impressão 3D são inferiores às dos metais, e o perfil da rosca está sujeito a desgaste e danos. A precisão da impressão limita o tamanho mínimo e o nível de precisão das linhas. De acordo com o tamanho da carga, frequência de desmontagem e requisitos de confiabilidade do cenário de aplicação, um design de rosca apropriado precisa ser selecionado.

Pontos de desenho para impressão direta de roscas

A impressão direta de roscas consiste em desenhar o perfil da rosca durante a modelagem e imprimi-lo integralmente com a peça. Este método é adequado para aplicações com baixa carga e baixa frequência de desmontagem, como peças decorativas e conectores de carga leve. Ao projetar, você precisa levar em consideração: tamanho da rosca. Recomenda-se que o passo não seja inferior a 1 mm e a profundidade da rosca não seja inferior a 0,5 mm. Se a linha for muito pequena, será difícil garantir a precisão da impressão. Para a direção da linha, tente deixar o eixo da linha perpendicular à direção de impressão para obter melhor precisão do perfil do dente. O ponto inicial da rosca e o ponto inicial do perfil do dente precisam ser chanfrados para evitar que a deformação da primeira camada afete o aparafusamento. Para folga de ajuste, a zona de tolerância das roscas impressas deve ser maior que a das roscas metálicas. Recomenda-se que a folga de ajuste seja aumentada em 0,1-0,2 mm.

Especificações de projeto para furos roscados auto-roscantes

As roscas auto-roscantes servem para aparafusar parafusos auto-roscantes diretamente nos furos ópticos impressos para que o perfil do parafuso forme roscas na parede do furo. Este método é adequado para aplicações com carga média e frequência de desmontagem média e possui alta eficiência de montagem. Os pontos-chave do projeto incluem: projeto do diâmetro do furo. O diâmetro do furo deve ser 0,3-0,5 mm menor que o diâmetro nominal do parafuso para garantir que o parafuso possa cortar o material para formar uma conexão. Profundidade do furo, a profundidade do furo deve ser 2-3 mm maior que o comprimento do parafuso para evitar que o parafuso chegue ao fundo. A espessura da parede do furo e a espessura do material ao redor do furo não devem ser inferiores ao diâmetro do parafuso para garantir área de apoio suficiente. Seleção de materiais: materiais mais macios (como PLA, ABS) são adequados para auto-rosqueamento, enquanto materiais mais duros ou quebradiços (como resina, materiais de fibra de carbono) são fáceis de quebrar.

Vantagens de aplicação de porcas de inserção

As porcas de inserção incorporam porcas metálicas em peças impressas para formar uma conexão roscada de alta resistência. Este método é adequado para aplicações com alta carga e alta frequência de desmontagem e possui a mais alta confiabilidade. Os métodos de inserção incluem: inserções de hot melt, usando ferramentas de hot melt para pressionar as inserções nos orifícios reservados, adequadas para impressão FDM de PLA, ABS, náilon e outros materiais. As pastilhas ultrassônicas usam vibração ultrassônica para pressioná-las e são adequadas para plásticos de engenharia. Os insertos adesivos, onde o inserto é fixado no furo com cola estrutural, são adequados para todos os materiais. O furo de inserção precisa ser reservado durante o projeto. O diâmetro do furo é 0,1-0,2 mm maior que o diâmetro externo da pastilha. A profundidade da pastilha é determinada de acordo com a carga, geralmente 1-1,5 vezes a altura da pastilha.

Teste de confiabilidade de conexões encadeadas

O teste de confiabilidade é necessário após a conclusão do projeto de conexões encadeadas. O primeiro é o teste de aparafusamento para verificar se as roscas podem ser aparafusadas suavemente e se há algum emperramento ou deslizamento. A segunda etapa é o teste de força de extração, que mede a capacidade de carga axial da conexão roscada. A força de arrancamento do fio auto-roscante não deve ser inferior a 50% da resistência ao cisalhamento do material. O terceiro é o teste de desmontagem, aparafusando e desaparafusando repetidamente os parafusos (geralmente 10 a 20 vezes) para verificar se as roscas estão danificadas ou soltas. O quarto é o teste de vibração, que simula a vibração do ambiente de trabalho e verifica se a conexão está solta. Escolha o design de rosca mais apropriado com base nos resultados do teste.