Требования к применению резьбовых соединений, напечатанных на 3D-принтере
Резьбовые соединения — один из наиболее часто используемых методов соединения при механической сборке. Детали, напечатанные на 3D-принтере, также требуют резьбовых соединений для сборки с другими деталями. Проблема печати нитей заключается в механических свойствах и точности изготовления материала. Прочность и твердость большинства материалов для 3D-печати ниже, чем у металлов, а профиль резьбы склонен к износу и повреждению. Точность печати ограничивает минимальный размер и уровень точности резьбы. В зависимости от размера нагрузки, частоты разборки и требований к надежности сценария применения необходимо выбрать соответствующую конструкцию резьбы.
Точки проектирования для прямой печати резьбы
Прямая печать резьбы заключается в разработке профиля резьбы во время моделирования и печати его как единое целое с деталью. Этот метод подходит для применений с низкой нагрузкой и низкой частотой разборки, таких как декоративные детали и разъемы с небольшой нагрузкой. При проектировании нужно учитывать: размер резьбы. Рекомендуется, чтобы шаг был не менее 1 мм и глубина резьбы не менее 0,5 мм. Если нить слишком маленькая, сложно гарантировать точность печати. Что касается направления резьбы, постарайтесь сделать ось резьбы перпендикулярной направлению печати, чтобы добиться большей точности профиля зуба. Начальная точка резьбы и начальная точка профиля зуба должны быть скошены, чтобы избежать деформации первого слоя, влияющей на завинчивание. Для посадки зона допуска печатной резьбы должна быть шире, чем у металлической резьбы. Рекомендуется увеличить посадочный зазор на 0,1-0,2 мм.
Условия проектирования саморезных отверстий
Саморезы предназначены для вкручивания саморезов непосредственно в напечатанные оптические отверстия так, чтобы профиль винта образовывал резьбу на стенке отверстия. Этот метод подходит для применений со средней нагрузкой и средней частотой разборки и имеет высокую эффективность сборки. Ключевые моменты проектирования включают в себя: расчет диаметра отверстия. Диаметр отверстия должен быть на 0,3–0,5 мм меньше номинального диаметра винта, чтобы винт мог врезаться в материал и образовать соединение. Глубина отверстия: глубина отверстия должна быть на 2-3 мм больше, чем длина ввинчивания винта, чтобы винт не достиг дна. Толщина стенки отверстия и толщина материала вокруг отверстия должны быть не меньше диаметра винта, чтобы обеспечить достаточную опорную поверхность. Выбор материала: для саморезов подходят более мягкие материалы (например, PLA, ABS), а более твердые или хрупкие (например, смола, материалы из углеродного волокна) легко растрескиваются.
Преимущества применения вставных гаек
Вставные гайки встраивают металлические гайки в печатные детали, образуя высокопрочное резьбовое соединение. Этот метод подходит для применений с высокой нагрузкой и высокой частотой разборок и обладает высочайшей надежностью. Методы вставки включают в себя: вставки из термоплавкого материала, использование инструментов для горячего расплава для вдавливания вставок в зарезервированные отверстия, подходящие для печати FDM на PLA, ABS, нейлоне и других материалах. Ультразвуковые вставки используют ультразвуковую вибрацию для вдавливания вставок и подходят для конструкционных пластмасс. Клеевые вставки, при которых вставка фиксируется в отверстии с помощью структурного клея, подходят для всех материалов. Отверстие для вставки необходимо зарезервировать во время проектирования. Диаметр отверстия на 0,1-0,2 мм больше внешнего диаметра вставки. Глубина вставки определяется в зависимости от нагрузки, обычно в 1-1,5 раза превышает высоту вставки.
Испытание надежности резьбовых соединений
Испытание надежности необходимо проводить после завершения проектирования резьбовых соединений. Первый — это тест на завинчивание, чтобы проверить, можно ли плавно завинчивать резьбу, нет ли заедания или проскальзывания. Вторым этапом является испытание на силу выдергивания, при котором измеряется осевая несущая способность резьбового соединения. Усилие выдергивания самонарезающей резьбы должно быть не менее 50 % прочности материала на сдвиг. Третий — это тест на разборку, при котором несколько раз закручиваются и выкручиваются винты (обычно 10-20 раз), чтобы проверить, не повреждена или не ослабла резьба. Четвертый — вибрационный тест, который имитирует вибрацию рабочей среды и проверяет, не ослабло ли соединение. Выберите наиболее подходящую конструкцию резьбы на основе результатов испытаний.
Отправьте модель, чертёж, изображение или письменные заметки. Инженеры подберут материал, технологию, отделку и доставку в зависимости от реального применения.