Navoji in navojni vložki v SLS najlonu: Natisnjeni, vrezani ali toplotno vstavljeni?

Štiri možnosti na prvi pogled

Navoj v plastičnem delu ima dve nalogi: prenašati vpenjalno obremenitev vijaka in preživeti število privijanj in odvijanj. Najlon PA 12 je žilav in se čisto obdeluje, vendar je mehkejši od kovine in pod stalno obremenitvijo leze. Zato je prava izbira manj odvisna od samega navoja kot od tega, kako se spoj uporablja.

Zlato pravilo: če je vijak privit enkrat ali nekajkrat, običajno zadošča vrezan navoj ali samorezni vijak. Če se spoj redno odpira, prenaša vibracije ali potrebuje določen navor, uporabite kovinski vstavek ali ujeto matico.

Natisnjeni navoji

SLS ne potrebuje podpor, zato se lahko notranji in zunanji navoji natisnejo v kateri koli orientaciji. Omejitve procesa so debelina sloja in površina prahu: EOS navaja 0,12 mm sloje za proces PA 2200 Balance, ki ga uporabljamo, zrna prahu ob sintrani konturi pa se delno prilepijo na površino. Grobi navoji se dobro natisnejo; fini metrični navoji pod nekaj milimetri izgubijo svoj profil in jih je bolje vrezati.

• Raje izberite grobe korake in velike premere. Pokrovčki v slogu steklenic, okrogli ali trapezni profili in nastavitveni vijaki so tipični natisnjeni navoji.
• Dodajte zračnost med boki. Zaradi oprijema prahu so notranji navoji nekoliko tesnejši, zunanji navoji pa nekoliko debelejši. Splošna toleranca ±0,3 % (min ±0,3 mm) velja tudi za navoje; glejte SLS tolerance in zračnosti.
• Posnemite začetek navoja. Uvod olajša prijem in preprečuje, da bi se prvi, najšibkejši obrat odlomil.
• Po potrebi uporabite navojni sveder ali čeljust. Natisnjen navoj lahko po dostavi očistite z navojnim svedrom, ki odstrani sintrana zrna z bokov navoja.
• Pazite na usmerjenost. Navoj, katerega os je v tiskalniku navpična, je bolj okrogel kot tisti, ki leži ravno. Priprava na tisk izbere usmerjenost za celotno tiskalno opravilo, zato, če je navoj kritičen, to omenite pred naročilom.

Vrezani navoji in vijaki za oblikovanje navojev

Za majhne in srednje metrične navoje je najbolj zanesljiv pristop tiskanje osnovne luknje in naknadno vrezovanje navoja. PA 12 se čisto vreže in boki navoja so gladki. Velikost osnovne luknje vzemite iz priporočil proizvajalca navojnih svedrov ali vijakov za plastiko, oblikujte jo na nazivno velikost in ne pozabite, da so natisnjene luknje nekoliko manjše od načrtovanih: hiter prehod s svedrom pravega premera pred vrezovanjem navoja zagotovi natančno določeno luknjo.

Vijaki za oblikovanje navojev za plastiko so narejeni za to situacijo: material izpodrinejo namesto da bi ga rezali, in dobro držijo v najlonu. Uporabite geometrijo izbokline in luknje, ki jo priporoča proizvajalec vijakov; to priporočilo obstaja točno za to kombinacijo vijaka in plastike.

Obe možnosti imata enako slabost: vsakič, ko vijak odstranite in ponovno vstavite, najlonski bok izgubi nekaj svojega oprijema. Za pokrov, ki se odpre enkrat na leto, to ni pomembno. Za servisno loputo ali pritrditev, ki se prilagaja vsak dan, uporabite vstavek.

Vstavki za toplotno vstavljanje

Vstavki za toplotno vstavljanje so narebričene medeninaste puše z notranjim metričnim navojem. Ogreta konica (spajkalnik z ustrezno konico ali majhna stiskalnica) segreje vstavek, ki se nato potisne v nekoliko manjšo luknjo. Okoliški najlon se zmehča, steče v narebričenja in utore ter ob ohladitvi zaklene vstavek pred izvlekom in vrtenjem. EOS navaja tališče 176 °C za PA 2200, zato se material zmehča pri temperaturah, ki jih standardna spajkalna postaja zlahka doseže.

Zakaj dobro delujejo v SLS najlonu

• Navoj, v katerega gre vijak, je medeninast, zato večkratna montaža ne obrabi dela.
• PA 12 je termoplast: lokalno se stopi okoli vstavka in ponovno strdi, na enak način kot pri brizganih delih.
• Sintran PA 12 je dovolj gost, da dobro drži narebričenje, še posebej po obstreljevanju in poliranju, ki stisneta površino.

Kako oblikovati luknjo

• Upoštevajte priporočila proizvajalca vstavkov za luknje v termoplastih. Proizvajalci vstavkov objavijo premer luknje, globino in pogosto tudi konus za vsako velikost vstavka. Uporabite te vrednosti kot nazivno CAD dimenzijo.
• Naredite luknjo globljo od vstavka. Stopljeni material mora nekam odteči; preplitva luknja ga potisne ven na vrhu.
• Okoli vstavka zagotovite dovolj debelo steno nastavka. Tanek nastavek se pri vtiskovanju vstavka izboči ali poči. Koliko materiala je dovolj, je odvisno od velikosti vstavka in obremenitev.
• Vstavki naj bodo oddaljeni od robov. Taljenje v bližini prostega roba ga deformira.
• Pritiskajte naravnost. Vodilo ali majhna stiskalnica ohranja vstavek pravokoten; nagnjen vstavek je najpogostejša napaka pri namestitvi.

Naši deli so dostavljeni brez vstavkov: namestite jih po dostavi, po morebitnem barvanju. Barvanje s tekočimi barvili TCN obarva površinsko plast najlona in ne doda nobenega premaza, zato ne spremeni luknje.

Vtisni vstavki, ekspanzijski vstavki in ujete matice

Vtisni in ekspanzijski vstavki ne potrebujejo toplote, zaradi česar so praktični za montažo na terenu. Zanašajo se na trenje in elastičnost najlona, zato je njihova izvlečna in torzijska trdnost običajno manjša kot pri toplotno vstavljenih vstavkih enake velikosti; preverite podatke proizvajalca za plastiko. Vijačne žične navojne vstavke, znane iz popravil kovinskih navojev, je mogoče namestiti tudi v vrezano luknjo v PA 12, ko je na majhnem prostoru potreben trpežen kovinski navoj.

Ujeta matica je pogosto najmočnejša in najpreprostejša rešitev: modelirajte šesterokotni žep z malo zračnosti, vstavite standardno matico in jo zategnite z druge strani. Vpenjalno silo prenaša čelna ploskev matice na veliki površini in ne navoj v najlonu. Žep pustite odprt, da ga je mogoče očistiti prahu.

Oblikovanje za obremenitev: kaj je pomembno poleg navoja

• Lezenje. Najlon se pod stalno vpenjalno obremenitvijo počasi sprošča, zato vijak, ki je močno privit v plastiko, sčasoma izgubi prednapetost. Uporabite podložke ali večjo naležno površino, izogibajte se pretiranemu zategovanju in tam, kjer je prednapetost pomembna, v pot obremenitve postavite kovino (vstavki, puše ali ujeta matica).
• Smer slojev. EOS navaja natezno trdnost 48 MPa znotraj slojev in 42 MPa prečno nanje za PA 2200 ter raztezek ob prelomu 18 % v primerjavi s 4 %. Nastavek, ki je vlečen vzdolž navpične osi tiskanja, je šibkejši od tistega, ki je obremenjen v ravnini sloja.
• Nastavki z rebri. Vijačne nastavke povežite z bližnjimi stenami z rebri, namesto da bi stali prosto; tako se bodo veliko bolje upirali navoru vijaka in vstavljanju vstavkov.
• Enakomerne stene. Zelo debeli nastavki se krčijo bolj kot stene okoli njih. Nastavek z votlo osnovo je natančnejši; glejte smernice za oblikovanje SLS.

Kontrolni seznam za odločanje

Natančne velikosti lukenj, stene izboklin in dolžine vstavkov so odvisne od vstavka, vijaka, obremenitev in števila ciklov. Namesto ugibanja preglejte namen zasnove s strokovnjaki pri prototype.builders, ki načrtujejo in testirajo takšne spoje za prototipe in majhne serije. Podatki o materialu za PA 12 so povzeti v vodniku za najlon PA 12, vpliv značilnosti na ceno pa v stroških 3D tiskanja SLS.

Ko je zasnova pripravljena, jo naložite v takojšnji kalkulator SLS: luknje in izbokline so ocenjene kot katera koli druga geometrija, vstavki pa tisku ne dodajo ničesar.

Pogosta vprašanja

Ali lahko 3D natisnete navoje v najlonu SLS?

Da. SLS ne potrebuje podpor, zato se lahko notranji in zunanji navoji tiskajo v kateri koli usmeritvi. Grobi navoji se dobro natisnejo; majhni, fini metrični navoji izgubijo svoj profil in jih je bolje vrezati po tiskanju ali pa uporabiti kovinski vstavek.

Ali so toplotno vstavljeni vstavki primerni za dele SLS PA 12?

Da. PA 12 je termoplast, ki se lokalno stopi okoli segretega medeninastega vstavka in ga ob ohladitvi zaklene. Uporabite velikost luknje, ki jo proizvajalec vstavkov priporoča za termoplaste, naredite luknjo globljo od vstavka in zagotovite izboklini dovolj stene okoli nje.

Naj vrežem navoj ali uporabim vstavek?

Vrežite navoj ali uporabite vijak za oblikovanje navojev, ko se spoj sestavi enkrat ali le nekajkrat. Uporabite toplotno vstavljen vstavek ali ujeto matico, ko se spoj redno odpira, potrebuje določen navor ali prenaša visoko vpenjalno obremenitev.

Ali nameščate navojne vstavke?

Deli so dostavljeni brez vstavkov. Toplotno vstavljeni in vtisnjeni vstavki se namestijo po dostavi, po morebitnem barvanju; barvanje ne doda premaza, zato ne spremeni luknje.

Kakšno velikost luknje naj uporabim za toplotno vstavljen vstavek v PA 12?

Uporabite priporočilo proizvajalca vstavkov za termoplastiko kot nominalno velikost CAD in najprej preizkusite en del. Velikost luknje, stena izbokline in dolžina vstavka so odvisni od vstavka in obremenitev, zato priporočamo, da kritične spoje pregledate s prototype.builders.

Zakaj vijak v najlonskem delu izgubi svojo prednapetost?

Najlon se pod stalno obremenitvijo deformira (leze), zato se material pod glavo vijaka počasi sprosti. Podložke, večje naležne površine, zmeren zatezni navor in kovina v poti obremenitve, kot so vstavki ali puše, zmanjšajo ta učinek.