Соединение 2х деталей довольно тривиальная задача в быту.
Часто приходится соединять несколько деталей с помощью болтов, но какую резьбу лучше выбрать? Какие гайки, вставки использовать для максимально эффективности? Разберёмся в этой статье. Также оценим какие способы лучше, какие можно сделать с помощью CAD программ.
Видео на русском можно посмотреть ниже (автор — Thomas Sanladerer)
Рутюб
ютюб
Отверстие для вкручивания болта
Начнем с простого, с простого прямого отверстия. Это, пожалуй, самый простой способ проектирования, но на практике его сложнее всего сделать правильно. В любом программе CAD есть инструмент для отверстий, который можно разместить где угодно, а затем указать ему, какое именно отверстие вам нужно или сделать его самому путём выдавливания. Здесь и далее примеры будут из программы Компас-3D аналогично делается в любой другой программе CAD.
Маленькая резьба M3 — это мой самый используемый тип винта, и чтобы он врезался в отверстие без резьбы, требуются сверхжесткие допуски от вашего принтера. Обычно нужно отверстия для резьбы 2,5 мм. Если отверстие будет немного больше, резьба не будет достаточно зацеплена, и вы просто сорвете ее. Если отверстие слишком маленькое, винту придется растягивать весь напечатанный периметр, что сделает его очень сложным для резьбы, а если вы будете делать это слишком быстро, вы рискуете расплавить пластик.
На горизонтальных отверстиях можно даже разделить слои, так что в целом я даю этому варианту две звезды за простоту использования. Если сделать его идеально, такое соединение может быть довольно прочным, но на практике это каждый раз как подбрасывание монеты, и поскольку это не повторяется, он также получает две звезды за прочность и надежность. Не рекомендовал бы.
Теперь, небольшое замечание об использовании более крупных винтов, предназначенных для пластика, или шурупов для дерева – по моему мнению, они на самом деле не очень подходят для 3D-печати. У них более глубокое зацепление резьбы, поэтому они глубже заглубляются в пластик, и это работает для деталей, полученных литьем под давлением, но поскольку мы печатаем с периметрами и в основном полой частью за ними, это также означает, что более крупный винт прорежет большую часть несущей оболочки вашего отпечатка. Кроме того, их просто намного сложнее купить, чем стандартные крепежные винты.
Мы в Центре 3д печати и 3д сканирования Фидллер рекомендуем делать больше слоев оболочки. обычно это 2, но можно сделать в программе 4-6 (обычно называется количество периметров). Также важно всегда закладывать отверстие в модели, а не пытаться его сверлить после.
Другой вариант — печатные резьбы.
Оно отлично работает на резьбах с большим магом начиная с М16, такие метчики сложно найти и они обычно дорогие в продаже. в CAD программах сейчас есть приложения, которые позволяют быстро нарисовать как саму резьбу в гайке так и в болте. Стоит учитывать усадку пластика, особенно это касается гаек т.к. из-за наплыва пластика, болт может не сразу зайти
Печатные резьбы отлично подходят для деталей бассейнов, фар авто и многое другое, с большим шагом и диаметром.
Самоформирующаяся резьба
Далее, новый, назовем его самоформирующейся резьбой. Теперь, я, вероятно, не первый, кто придумал эту идею, и это довольно логичный подход.
По сути это направляющие в отверстии, за которые резьба может зацепиться. Плотность конечно будет ниже, чем у простого отверстия, но сделать и прорезать резьбу в нём значительно проще.
Правда этот способ требует чуть больше моделирования. Если отверстий с резьбой много, то проще сделать модель и её просто вырезать/добавлять к отверстию.
Рекомендую модель сохранить в формате stp т.к. этот формат сейчас читают все CAD программы и из него проще получить формат stl (чем на оборот)
Плюс, если вы печатаете вертикально, то способ, которым ваш слайсер генерирует периметры, означает, что он фактически добавит больше материалов за этими гребнями, так что вы получите полную толщину периметра по всему периметру, а если вы печатаете горизонтально, то, если вы ориентируете один гребень прямо вниз, он будет напечатан просто отлично. Я дам им пять звезд за простоту использования, и поскольку они супер предсказуемы, они получат четыре за прочность, и, наконец, три за долговечность.
Спорно сказать чем лучше этот способ, но попробовать определенно стоит.
Металлические резьбовые вставки
Соединение металл-металл трудно превзойти по прочности. Термофиксированные вставки легко проектировать, вам просто нужно простое отверстие, но на этот раз допуски гораздо более щадящие, поскольку вы расплавляете все это. В России их можно найти как «Втулка резьбовая латунная/закладная»
Чтобы установить их ровно и точно, вам понадобится немало терпения, паяльник, в идеале с соответствующими установочными насадками, а некоторые даже изготавливают небольшие линейные направляющие оси, чтобы удерживать паяльники ровно, так что в целом вам придется потратить немало времени на постобработку каждого резьбового отверстия, которое вы хотите использовать.
Для абсолютной максимальной прочности ничто до сих пор не превзошло мебельные гайки забивные. Чтобы они вышли из строя, вам придется прорвать их через напечатанную деталь, а не просто вытащить их из отверстия, но они требуют, чтобы вы проектировали свою деталь вокруг них, так как они довольно большие и расширяющиеся, и вам понадобится доступ к задней стороне того места, где вы хотите, чтобы заканчивалось ваше резьбовое отверстие. Так же, как и для вставок для ремонта резьбы, проектирование для них можно немного упростить, смоделировав пространство один раз, а затем импортировав и вырезав его из вашей окончательной детали. Для дерева они прекрасны, для пластика они есть начиная с М4. Как вариант да, но их сложнее ставить, куча нюансов, но в любом случае стоит попробовать, для больших деталей они вполне подойдут
Плюс они продаются почти в любом строительном/мебельном магазине т.е. довольно доступное решение в любом городе России.
Итак, в целом, все эти металлические вставки так или иначе отваливаются для удобства использования, но они обеспечивают прочность между «очень хорошей» и «непревзойденной», а их резьбу невозможно сорвать или износить.
Вставные гайки
Наконец, вставные квадратные гайки. Обычно их используют, создавая прорезь под углом 90° к отверстию для винта, а затем вставляя их туда.
Шестигранные гайки часто наклоняются при вдавливании или начинают вращаться в напечатанной детали при затягивании, поэтому обычно предпочтительным выбором здесь являются квадратные гайки. Проектирование для них довольно простое, просто создайте вырез, который немного больше самой гайки, и продлите его до ближайшего края вашей детали. Центральное отверстие для винта имеет стандартный размер зазора для резьбы на всем протяжении, и поскольку это все простая геометрия, прорезь получится очень удобной практически в любой ориентации печати.
В готовой детали вы просто вставляете гайки до упора и закручиваете через них винты. Теперь, это может быть немного капризно, так как нет ничего, что удерживало бы гайку вровень с резьбой винта, поэтому я использую небольшой шестигранный ключ, чтобы вставить ее, но в целом это довольно быстро и легко. Четыре звезды за простоту использования, но я видел много деталей, которые трескались в слабом месте, которое создавал дополнительный паз, поэтому я могу дать ему только три звезды за прочность. Но будучи металлической резьбой и имея возможность легко заменить гайку, если вы когда-нибудь ее повредите, он получает пятизвездочный рейтинг прочности.
Какой способ выбрать?
мы в центре 3д печати и 3д моделирования чаще используем следующие:
- отверстие с последующим нарезанием резьбы метчиком. Это самый простой и доступный вариант. Он не требует имеет дополнительных гаек, метчики у нас почти любых размеров есть и уже накоплен большой опыт
- 3д печтная резьба начиная с М14 и выше. Также уже есть большой опыт в моделировании и печати, отзывы от наших клиентов
По желанию мы можем применять любой другой способ по желанию клиента. Какой выбрать вам? Зависит от того какую задачу будет выполнять ваше устройство в 90% случаев нарезной резьбы в пластике достаточно. Если вам сложно нарезать резьбу, то Втулка резьбовая латунная вам отлично подойдут.
«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
группа в телеграме — https://t.me/pechat3dkrd
Наш магазин — https://fidller.com/blog/
По всем вопросам можно связаться:
телеграм — https://t.me/fidller
почта — shope@fidller.com
телефон — +79531178495
Всё о магнитах в 3D-печати. Как закрепить магниты в пластике
Космос может стать подходящим местом для магнитных механизмов
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.