숨겨진 패스너 강도를 위해 3D 인쇄 부품에 너트 삽입

우리는 이전에 열경화 나사 인서트를 사용하여 3D 인쇄 플라스틱에 금속을 추가하여 이 문제를 해결하는 방법을 다루었습니다. 인서트는 부품 주변의 플라스틱을 녹이고 리플로하여 더 강하고 안전하게 만듭니다. 그러나 이것이 항상 좋은 선택은 아닐 수 있습니다. 인서트가 작동하는 동안에는 몇 가지 설계 제약이 있습니다. 인서트는 부품의 표면에 있어야 하며 인서트를 둘러싸고 있는 플라스틱의 재료 특성 이상으로 인서트의 인발 강도가 더 강화될 수 없습니다.

그러나 중복 인쇄의 형태로 이에 대한 해결 방법이 있습니다. 이 기술에는 몇 가지 이름이 있습니다. 중복 인쇄, 공동 처리 및 내장 인쇄는 몇 가지에 불과합니다. 이 기술은 사출 성형 및 주조 절차의 오버 몰딩과 유사합니다. 여기서 부품을 금형에 넣고 플라스틱이나 고무를 그 주위에 주조합니다. 한 예로 스쿠터 바퀴가 어떻게 만들어지는지 들 수 있습니다. 고무 타이어는 실제로 금속 허브 주위에 주조됩니다.

개요

3D 프린팅에서도 이 기술을 활용할 수 있습니다. 일시 중지 중에 외부 구성 요소를 인쇄물에 포함시키는 것입니다. 이 프로세스를 통해 제조가 불가능한 깔끔한 어셈블리를 만들 수 있습니다. 너트를 3D 인쇄된 부품에 내장함으로써 볼트와 너트 사이에 인서트를 사용하여 가능한 것보다 더 많은 재료를 추가하여 너트를 숨기고 인발 강도를 높일 수 있습니다. 우리는 섬유로 너트를 더 끼우는 층을 강화할 수도 있어 산업용 3D 프린팅 부품 내에서 강력하고 숨겨진 볼트 연결이 가능합니다. 이를 위한 기본 설계 프로세스는 3D 인쇄된 부품에 추가하려는 내장된 너트의 크기의 캐비티를 설계하고, 캐비티의 맨 위 레이어가 인쇄되기 직전에 인쇄를 일시 중지하고, 구성 요소를 추가하고, 인쇄를 허용하는 것입니다. 계속합니다.

디자인 지침:

XY 평면에 너트 삽입

1. 공동 설계: 너트의 캐비티를 설계하는 것은 매우 간단합니다. 볼트 구멍을 설계했으면 포함할 너트의 치수를 측정하고 볼트 구멍을 중심점으로 사용하여 캐비티에서 CAD를 측정합니다. 일반적으로 캐비티가 시작되거나 끝날 레이어에서 구성평면을 만들고 그 위에 스케치를 만듭니다.

다음으로 포함할 너트를 측정하고 캐비티를 스케치합니다. 이 경우 너비 7.85mm, 높이 3.85mm의 M5 육각 너트를 사용하고 있습니다. 8mm x 4mm라고 되어 있는 사양 시트를 사용하는 대신 캘리퍼스 세트로 직접 측정했습니다. 너트 치수를 직접 입력하는 대신 공차를 고려하십시오. 각 면에서 약 0.05mm(따라서 전체 직경 공차에 대해 0.1을 얻으려면 2 x 0.05를 추가)이 매우 가깝게 맞습니다. 그러면 너비가 7.95mm, 높이가 3.95mm가 되지만 안전하게 사용하고 싶기 때문에 조금 더 여유를 갖고 너비를 8mm, 높이를 4mm로 반올림하겠습니다.

그런 다음 계산된 높이 치수만큼 스케치를 위로 돌출시키면 캐비티가 완성됩니다. 캐비티 내부의 모서리를 모따기하거나 모따기를 하면 부품의 맞춤과 인쇄 노즐이 가는 위치에 영향을 미치므로 예를 들어 캐비티의 천장 모서리를 필렛하는 경우 일시 중지가 오면 , 너트를 캐비티에 끼울 수 없습니다!

2. 일시 중지 추가: Eiger에서는 주어진 레이어 뒤에 일시 중지를 추가할 수 있습니다. 먼저 지원을 껐는지 확인하십시오(꼭 필요한 경우가 아니라면). "고급 설정"에서 이 작업을 수행할 수 있습니다.

다음으로, 슬라이스 파일에서 캐비티의 천장이 시작되는 위치를 찾고 그 이전의 레이어로 스크롤합니다. 여기에서 "레이어 후 일시 중지"를 클릭하여 일시 중지를 추가할 수 있습니다.

3. 섬유 추가: 너트의 인발 강도를 높이려면 부품에 섬유를 추가할 수 있습니다. 부품 위 또는 아래의 레이어에 추가하고 싶을 것입니다. 이것은 실제로 볼트가 오는 방향과 너트를 로드하는 방법에 따라 다릅니다. 섬유를 효과적으로 배치하는 방법에 대한 자세한 내용은 이 게시물 시리즈를 확인하십시오. 아래 이미지에서 브래킷을 강화하기 위해 너트 구멍의 양쪽에 섬유를 추가했습니다. 구멍의 벽을 강화하기 위해 너트의 측면을 구성하는 층에 섬유를 추가할 수도 있습니다. 벽이 더 강하면 너트가 비틀려 헐거워질 가능성이 적어집니다.

4. 부품 인쇄: 이제 인쇄를 누를 차례입니다. 다행히 Eiger의 레이어 세부 정보를 보면 프린터가 일시 중지되는 시기를 알 수 있으므로 기다릴 필요가 없습니다. 일시 중지가 발생하면 구성 요소를 밀어 넣고 인쇄를 다시 시작하십시오. 내장된 구성 요소의 상단에 나일론이나 오닉스가 달라붙지 않는 것이 염려되는 경우 인쇄를 재개하기 전에 상단 면에 제공하는 빌드 플레이트 접착제를 약간만 추가하면 됩니다(단, 인쇄물에 접착제가 묻지 않도록 주의하십시오. 자체 - 이것은 층 박리를 일으킬 수 있음). 프린터 전면에서 접근하기 어려운 너트가 있어도 걱정할 필요가 없습니다! 다행스럽게도 제작판 하단의 운동학적 커플링은 10미크론의 정확도로 다시 끼워지기 때문에 모든 구성요소를 삽입한 후 제작판을 떼어냈다가 제자리에 다시 끼울 수 있습니다.

5. 지원 재료 및 더 복잡한 형상 처리(필요한 경우): 부품의 다른 기능 때문에 지지 재료를 사용해야 하는 경우 인쇄가 일시 중지될 때 한 쌍의 니들 노즈 플라이어로 잡아당길 수 있습니다. 그러나 이것은 캐비티에 평평한 천장이 있는 경우에만 실제로 작동합니다. 더 복잡한 상단 표면이 있는 부품을 포함하는 경우 지지 재료를 사용하지 못할 수 있습니다. 내부 공동을 깨끗하게 유지하기 위해 아치형 또는 각진 돌출부에 의존하거나 지지 재료를 쉽게 제거할 수 있도록 평평한 상단 표면과 함께 포함할 보조 조각을 인쇄해야 합니다. 이 과정은 아래에 설명되어 있습니다.

다른 평면에 너트를 삽입하기 위한 2차 부품 인쇄

다른 평면에 포함된 너트를 추가하는 것이 가능하지만 지지대 제거가 쉽고 너트가 부품 내에서 구속된 상태로 유지되도록 약간 더 많은 설계 고려가 필요합니다. 이렇게 하려면 보조 구성 요소를 설계해야 합니다. 예를 들어 아래 횡단면에 표시된 것처럼 축이 빌드 플레이트와 평행하도록 육각 너트를 이 조각에 삽입하고 싶습니다. 정사각형 너트는 인쇄할 평평한 표면을 제공하기 때문에 이에 대한 간단한 해결책이 될 것이지만 예를 들어 설명하겠습니다. 이 구멍을 그대로 두면 필라멘트가 간격을 잘 메울 수 없으므로 해당 영역의 지지 재료를 제거해야 합니다.

각진 돌출부를 캐비티에 통합할 수는 있지만 지지 재료를 사용할 수 없다는 것은 너트 위로 제대로 채워지지 않고 너트가 캐비티 내에서 미끄러질 수 있어 훨씬 더 어렵게 만듭니다. 볼트를 끼울 때 고정하십시오.

대신, 너트를 고정하고 프린터에 인쇄할 평평한 상단 표면을 제공하는 기능인 인쇄할 보조 부품을 추가할 수 있습니다. 이를 위해 평평한 상단이 있는 너트 캐비티를 만듭니다.

그런 다음 해당 공동의 나머지 공간을 채우는 작은 조각을 만들고 안전을 위해 상단과 측면에 약간의 공차를 남깁니다.

이것은 주 구성 요소와 함께 인쇄할 수 있으므로 인쇄가 일시 중지되면 일시 중지 중에 너트와 보조 구성 요소를 추가할 수 있으며 다음과 같이 보조 인쇄 부품의 평평한 상단에 인쇄가 계속될 수 있습니다. 아래 각진 사각 너트:

같은 방법을 사용하여 다른 각도로 너트를 삽입할 수도 있지만 너트를 밀어넣을 공간이 있는지 확인해야 합니다. 아래 단면 이미지에서 작은 삼각형 조각이 정사각형 너트를 비스듬히 제자리에 고정합니다 인쇄된 부분 내:

이 기술을 사용하면 3D 인쇄된 부품의 모든 평면에서 어떤 각도로든 너트를 고정할 수 있으며 너트에만 국한되지 않습니다. 너트 및 기타 구성 요소를 포함하는 것이 가장 유용한 방법을 파악하고 잊지 마십시오. Twitter, Facebook 또는 Instagram에서 공유하세요!