В 3D-печатных проектах магниты имеют больше применений, чем вы могли бы подумать. Читайте дальше, чтобы узнать, как вы можете использовать их в своих проектах!
Будь то те, что на вашем холодильнике или в вашей сумке, все знакомы с магнитами. Они также необходимы в повседневных устройствах, таких как электродвигатели, микрофоны и жесткие диски, где миллиарды крошечных магнитов используются для хранения данных.
Магниты также имеют множество применений в ваших проектах 3D-печати. Их можно использовать не только для развлечения или декоративных целей, но и для быстрых, сменных модульных конструкций или даже для зондирования сетчатого слоя. Конечно, также важно найти удобные, но безопасные способы включения магнитов в ваши печатные детали.
В этой статье мы рассмотрим некоторые возможные варианты использования магнитов в ваших 3D-печатных деталях и проектах, а затем рассмотрим несколько эффективных методов их беспрепятственной вставки в ваши распечатки.
Приложения
Магниты недороги, просты в получении и универсальны — идеальные характеристики для всех видов применения. Ниже мы рассмотрим забавные и декоративные применения, прежде чем перейти к более функциональным и инженерным применениям.
Веселье и декоративность
Прежде всего, магниты — это весело! Помните ли вы свое очарование ими, когда вы впервые открыли их для себя в детстве? Вполне естественно, что мы придумали для них забавные применения . Ниже приведено несколько примеров.
Магниты на холодильник
Хотите напечатать свои фирменные магниты на холодильник? Конечно, магниты здесь обязательны.
Производители были плодовиты в создании дизайнов магнитов на холодильник. Вы можете найти множество вариантов в репозиториях 3D-моделей. От полезных дизайнов, таких как этот переключатель заметок , ностальгических примеров, таких как этот набор Тетриса , до глупости этого шарнирного слизняка , есть магнит на холодильник для каждого!
Игрушки-фиджет
Магниты служат практически вечно, а их свойства притяжения и отталкивания подходят для большого количества игрушек-фиджетов. Например, этот переключатель-фиджет использует магниты, которые отталкиваются друг от друга, чтобы добиться постоянных и удовлетворяющих щелчков. Еще одна замечательная игрушка — это магнитный скользящий фиджет .
Их гораздо больше, если быстро поискать в репозиториях, таких как Printables или Thingiverse .
Шахматы
Если вы печатаете шахматные фигуры или другие настольные игры, магниты делают их очень удобными для удержания на месте. Этот удобный для путешествий набор — отличный пример.
Функциональное и инженерное использование
Магниты также можно функционально использовать в проектах 3D-печати.
Модульные сборки
Благодаря магнитам вы можете быстро настраивать или заменять модульные компоненты в ваших функциональных проектах. Например, эта конструкция представляет собой удобный, настраиваемый метод соединения для сбора пыли.
Как и следовало ожидать, их также можно использовать для корпусов и защелок, которые надежно защелкиваются.
Зонды для кровати
Микропереключающий зонд на основе магнита, такой как Klicky Probe и другие, умело использует магниты в качестве проводников электричества. Это недорогой, механический метод зондирования слоя, который отличается высокой повторяемостью, точностью и не зависит от конкретных поверхностей сборки. В отличие от индуктивных зондов, Klicky Probe может механически зондировать и обнаруживать все материалы поверхности сборки. Вот как это работает:
- Головка инструмента «подхватывает» (притягивает) зонд из «док-станции» с помощью своих магнитов.
- Магниты используются в качестве проводников, и они соединены с контактами на микропереключателе. Когда микропереключатель нажимается или отпускается, цепь замыкается или размыкается.
- Магниты на головке инструмента подключены к портам материнской платы. Определяя, замкнута или разомкнута цепь, прошивка может эффективно зондировать точки на станине.
Чтобы увидеть этот процесс, ModBot предлагает короткое видео !
Датчики Холла
Вместо использования микропереключателей или бездатчикового самонаведения некоторые принтеры используют переключатели на эффекте Холла, которые активируются магнитным полем. Магнит помещается на головку инструмента или портал для самонаведения, и по мере приближения магнита к датчику, магнитное поле, которое он ощущает, становится сильнее и переключается в активное состояние.
Как это сделать?
Существует множество способов встроить магниты в вашу 3D-печатную (или любую другую) деталь. Здесь мы рассмотрим четыре эффективных метода, начиная от менее надежного крепления и заканчивая более надежным:
- Приклеивание: Магнит вклеивается в отверстие увеличенного размера.
- Прессовка : магнит удерживается в отверстии с помощью трения.
- Привинчивание: (обычно) потайной магнит привинчивается к детали.
- Встроенный: магнит постоянно удерживается внутри детали.
В зависимости от желаемого варианта применения вы можете выбрать наилучший метод для своего проекта.
Соображения
Прежде чем начать использовать магниты, какой из них выбрать? Вот некоторые вещи, которые вы, возможно, захотите рассмотреть:
- Форма: Магниты обычно бывают цилиндрическими или прямоугольными. Цилиндрические магниты гораздо более популярны, так как их легко встраивать – поскольку они обеспечивают более удобную прессовую посадку – и являются однонаправленными. Они также бывают кольцевыми или потайными для винтовой посадки, о которой мы подробнее поговорим ниже. Конечно, есть и много других форм, которые вы можете использовать в зависимости от вашего применения.
- Размер: в зависимости от силы, необходимой для вашего магнита, выберите подходящий размер. Большие магниты, очевидно, будут сильнее, поскольку у них более сильное магнитное поле. Конечно, вам придется выбрать размер и форму, которые соответствуют вашему желаемому применению. Например, если ваша деталь тонкая, но вам нужен сильный магнит, выберите тот, который имеет большой диаметр, но маленькую высоту (т. е. тонкий и широкий магнит).
- Материал: Неодимовые магниты очень популярны, потому что они очень прочные (относительно своего размера и веса) и могут выдерживать довольно высокие температуры в зависимости от конкретного типа. Как правило, вам нужно будет хранить обычный магнит при температуре ниже 70 °C в течение длительного времени, чтобы сохранить его магнетизм.
И, конечно же, не забудьте вставить магниты, соблюдая правильную полярность!
Приклеивание
Клеевое крепление — самый простой и удобный способ крепления магнита. Вы просто используете суперклей, эпоксидную смолу или что-то подобное, чтобы закрепить магнит в отверстии большего размера. Несмотря на то, что это наименее надежный способ крепления, он все еще достаточно прочен для большинства применений.
Если вы решили вклеить магниты в свой проект, важно, чтобы вы спроектировали отверстия немного большего размера. Например, если вы используете круглый магнит диаметром 6,00 мм и высотой 3,00 мм, рассмотрите возможность моделирования диаметра отверстия 6,30 мм и высоты 3,30 мм.
Конечно, вам следует настроить это значение в зависимости от допусков вашего 3D-принтера. Если у вашего принтера жесткие допуски, рассмотрите возможность уменьшения значения; для более свободных допусков увеличьте значение. Это гарантирует, что магнит сможет легко входить и выходить из отверстия.
После печати капните каплю клея и крепко прижмите магнит. Затем, после того как клей высохнет, ваша деталь готова к использованию.
Впрессовывание
Совместимая прессовая посадка использует небольшую гибкость пластика, а также совместимые конструктивные особенности для «захвата» магнита. Это надежный и простой способ крепления, не требующий никакого клея. Однако для дополнительной безопасности рекомендуется также использовать каплю клея.
В вашем проекте смоделируйте отверстие точного размера или немного больше, или меньше, чем магнит, в зависимости от допусков вашего 3D-принтера. Однако вам нужно будет смоделировать высоту отверстия немного больше, чем высота магнита.
Затем добавьте ребра или другие совместимые элементы, чтобы отверстие могло расширяться совсем немного. Для более надежного удержания используйте меньшее количество более жестких ребер. Отверстие будет расширяться меньше и будет иметь более прочное сцепление с магнитом. Однако это также зависит от допусков принтера. Например, если отверстие слишком маленькое, вы можете вообще не вместить магнит.
В качестве альтернативы вы можете смоделировать отверстие так, чтобы магнит легко в него входил. Просто добавьте больше гибких ребер, которые позволят отверстию больше изгибаться. Однако это означает, что фиксация будет менее надежной.
Пример дизайна можно найти на рисунке выше. Дизайн слева демонстрирует более надежную и менее податливую посадку, а дизайн справа демонстрирует более гибкую и податливую посадку. Не стесняйтесь экспериментировать с другими стилями плавников для податливых отверстий, чтобы получить желаемый результат.
После печати плотно прижмите магнит к соответствующему отверстию (при желании можно использовать каплю клея).
Закрепление с помощью болтов
Винтовое крепление — очень надежный способ крепления. Винты с потайной головкой используются для надежного крепления потайных магнитов на желаемой детали. Этот метод используется, когда магнит должен быть выставлен снаружи детали (т. е. либо для электропроводности, либо по иным причинам).
Например, PCB Klicky Probe использует винтовые магниты для надежности, безопасности и электропроводности. YouTuber YGK3D имеет отличное видео, демонстрирующее всю сборку.
Чтобы спроектировать винтовой магнит, создайте отверстия или другие элементы для винта в вашей детали. Это можно сделать многими способами, например, отверстием для самонарезающего винта, отверстием для термофиксирующей вставки или прорезью для гайки.
После печати вкрутите магнит в деталь. После этого она готова к использованию.
Встроенный
Здесь магниты полностью встроены в печатную деталь и не могут быть удалены или изменены после вставки. Стоит учитывать, что сила магнита таким образом уменьшается. Таким образом, этот метод особенно полезен для деталей, требующих изоляции магнита.
Чтобы встроить магнит, вам придется приостановить печать на определенной высоте. Все современные слайсеры поддерживают эту настройку. В качестве альтернативы вы можете отслеживать высоту слоев печати и приостанавливать печать вручную на определенной высоте.
Ниже приведен обзор того, как спроектировать и напечатать отверстие для встроенных магнитов:
- Смоделируйте полое отверстие внутри детали для магнита. Подобно клеевой посадке, отверстие должно быть немного больше по всем параметрам — например, диаметр и высота для цилиндрического магнита — чтобы его можно было легко поместить.
- При нарезке установите высоту, на которой печать будет приостановлена. Эта высота — слой, на котором отверстие полностью завершило печать. Например, на изображении выше все слои отверстия были напечатаны при Z = 10,00 мм. При 10,20 мм слой будет напечатан над отверстием. Поэтому мы приостановим печать после завершения слоя 10,00 мм.
- После остановки печати вставьте магниты в отверстия, соблюдая правильную полярность.
- После установки магнитов возобновите печать, которая будет продолжаться поверх вставленных вами магнитов.
Теперь у вас есть готовая деталь со встроенным магнитом, скрытым снаружи.
«Центр 3d печати и 3d сканирования Фидллер» готов предложить своим клиентам значительно более широкие возможности для реализации самых сложных задач — от 3д сканирования до серийной 3д печати различными материалами.
Находимся в Краснодаре.
Наши работы можно увидеть в группе вконтакте тут — https://vk.com/3d_krd_123
Наш магазин — https://fidller.com/blog/
По всем вопросам можно связаться:
телеграм — https://t.me/fidller
почта — shope@fidller.com
телефон — +79531178495
Александр
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.