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将螺母和垫圈嵌入到印刷品中

我正在创建一个 3D 打印部件,它将充当带有两个 M2.5 螺栓的板(实际上是应变计)和带有单个 M4 螺栓的 2kg 负载之间的附件。我不会满意在打印件中使用螺纹,所以我想尝试将螺母嵌入打印件本身 - 所以我将在正确的层暂停打印,然后插入螺母,希望打印件将恢复。

我想知道是否值得也包括垫圈?这是一个主要的痛苦,因为虽然螺母可以固定在六角空间中,但垫圈是圆形的。因此,它需要在插入时粘上,以防在打印机在其上打印时它旋转。

对于 2 公斤的负载,我不相信螺母会试图穿过零件,但钻孔和 M2.5 螺母的边缘之间没有很多支撑,只有大约 1 毫米。

编辑:我将添加我的初始设计的图像。应变计是从秤中取出的一套(来自 Lidl,5.99 欧元。您可以在互联网上单独购买 20 欧元,所以我节省了 74 欧元!)。仪表本身安装在仪表的狭窄“颈部”上。整个块将落入抓住量规外边缘的支架中。

在此处输入图片说明

为什么在打印时垫圈旋转很重要?
@tjb1 我猜不仅垫圈会旋转,沉积在它上面的塑料也会随之旋转。我当然可以看出这是不受欢迎的。
@TomvanderZanden 但打印机不知道它正在打印某些东西,它对打印机有效地弥合了一个间隙,一旦塑料接触到间隙的另一侧,它就会牢固,并且由振动引起的垫圈旋转不会移动它。
@tjb1 我认为当你在它上面有一个螺母时很重要,周围的塑料比垫圈直径小。如果打印机做的第一件事是尝试在垫圈顶部绘制六边形,六边形不与边缘相交,那就不好了。然而,如果你安排它,使内壳,首先完成,接触前一层,我想你会逃脱它。
您可以做的是在单层中设计,这是一个矩形,短边安全地在设计中,长边弥合垫圈边缘的间隙。长边将间隔螺母上的平面距离+一点间隙。这将是 tjb1 提到但有点烦人的情况:-)
我不确定强度,但为什么不使用热定型螺纹插件?
@克里斯M。我想我不相信它们的拉出强度,尽管它们比裸线好一点。
@克里斯M。我找到了一些测试链接(例如:http://blog.capinc.com/2015/03/advantages-of-using-brass-inserts-in-3d-printed-parts/),虽然他们正在测试实心填充物,它们在 M3 裸螺纹上获得 50 公斤的拉出力,是在插入件上的三倍。这真的让我很惊讶。嵌入式螺母的优点是价格便宜。缺点是它们很难放置。我想我应该做一些更多的测试:-)
@carveone 我想我几乎同时找到了相同的链接。 :) 这一切都归结为时间与金钱的关系(尽管从我的 POV 来看,15 美元 100 美元并不可怕)。

4个回答

这可能取决于您的打印机灯丝类型组合可以桥接的程度。如果您可以生成比垫圈直径更宽的桥接,那么不仅要打印六角凹槽,还要打印垫圈的圆盘凹槽,然后在两者上打印。

但是,我更喜欢重新设计零件,使垫圈和六角螺母位于零件的远端,这样您就无需在它们周围进行打印。这有一个额外的好处,如果螺母磨损或剥落,您可以更换螺母。

我想我明白你的意思,但主要问题是更宽的休息时间会让你处于一个棘手的位置。如果六角凹槽的侧面太宽,螺母将在凹槽中旋转,从而无法将螺栓拧入其中。如果它们的尺寸合适,您就不能放入垫圈。我同意您对重新设计的偏好,因此我根本不必这样做。我担心在 3000 欧元的新打印机上将挤出机喷嘴砸到一个严重插入的金属螺母的侧面!
@carveone 我希望垫圈凹槽位于螺母凹槽的“上方”,以便您可以打印每个凹槽。
啊!我不知道为什么我没有看到那个 ;-) 因为 M4 螺栓将在打印中最上面,所以应该可以正常工作。我不必将整个垫圈桥接起来 - 只要它不会旋转太多,我就可以在它上面打印。如果我在插入之前将垫圈粘在螺母上,则不会。当然,这有效!只有将垫圈放在螺母之前,事情才会变得困难,但也许我可以在印刷品的侧面开槽,以便在之后放置螺母和垫圈。我会看看效果如何...
我想我会重新设计。现在我实际上已经完成了一些基本测试并阅读了其他人所做的一些测试(参见 OP 评论),我可以看到,对于我的特定负载要求,我对正确填充的 ABS 的设计强度过于悲观。在出现拉出问题之前很久我就会遇到弯曲问题。我会将此帖子标记为答案(尽管其他帖子也很有帮助,谢谢)。

允许它旋转没有任何结构问题。如果您在没有嵌入垫圈的情况下打印零件,然后将其放在上面,垫圈仍然可以自由旋转。夹紧的摩擦会将其固定到位。

理想情况下,您希望垫圈与螺母接触,以将螺栓压缩的负载适当地分散到更大的区域(垫圈的用途)。如果您将零件放在螺母和垫圈之间,那么垫圈实际上起到了隔板的作用,并且您的零件仅在螺母接触的地方加载。

如果您的螺母会暴露在外,您只需将其插入打印腔,然后用烙铁加热将其固定到位。

这是我最喜欢的固定 3D 打印部件的方法,使用来自 mcMaster 或 ebay 的金属螺纹插件和烙铁。像这样 https://www.youtube.com/watch?v=nU06915NJ30

我很幸运,只是在印刷品上留下了一个六角形的孔,然后再压入螺母中。您将希望螺栓的轴沿 z 轴,并使用相当数量的填充物和外壳。我一般用PLA,所以YMMV咯。

您可能还需要仔细考虑您的应变计设置。如果你正在做一些事情,比如用 ABS 制作一个钩子,并且板子充当杠杆臂,你需要确保杠杆臂的长度每次都相同,否则你的校准将是错误的。

我认为添加我的设计图像会很有用(非常缓慢,感谢 Fusion 360 决定*现在*是更新自身的好时机!)。我用 M3 螺栓和螺母做了一个小测试。如果,如你所说,外壳和填充物足够了,我不需要洗衣机。我只需要孔公差足够紧,螺母不会滑入孔中。所以一个 M3 螺栓需要一个 3.2 毫米的孔(如印刷所示)——我试过了,我什至无法开始(至少用手)。由于我的负载最大为 4 公斤,我想我可以不用。有趣的是,我可以将 ABS 弯曲 4 毫米,所以这突然变得更重要了!
@carveone 这可能更取决于您的设计。我的经验表明它在许多情况下是可行的。看你的设计,我的感觉是它适用于黄色部分,而红色部分在扁平部分变形时会比螺栓出来时更麻烦。
幸运的是,红色部分是金属应变计本身,而变形正是我想要的;-)

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