Beheersing van 3D-printdraden:een uitgebreide beginnershandleiding

Schroeven en schroefdraad behoren tot de meest populaire bevestigingsmiddelen ter wereld, omdat ze een gemakkelijke verbinding in meerdere gecompliceerde samenstellingen mogelijk maken. Voor 3D-geprinte onderdelen is schroefdraad een belangrijk element dat het gebruik van kant-en-klare schroeven en bevestigingsmiddelen mogelijk maakt. Het 3D-printen van garens en het verwerken ervan in het ontwerp kan echter een uitdaging zijn zonder het juiste proces.

In dit artikel worden de basisprincipes van 3D-geprinte draden besproken en de beste werkwijzen besproken die consistente resultaten opleveren zonder extra complexiteit.  

De voordelen van het gebruik van 3D-printen voor draden

Voordat we verder gaan met de details van 3D-geprinte draden, is het belangrijk om enig licht te werpen op de reden waarom de industrie er de voorkeur aan geeft deze te gebruiken.

Complex ontwerp toestaan

Ten eerste maken 3D-printdraden het mogelijk om zelfs de meest complexe ontwerpen te maken, omdat er maar een paar beperkingen aan de technologie zijn. Op dezelfde manier hebben andere methoden, zoals machinaal bewerken en gieten, verschillende problemen, interne materialistische gebreken en andere kwaliteitsproblemen bij het creëren van complexe, geïntegreerde vormen.

3D-printers bouwen onderdelen echter rechtstreeks in lagen, wat betere flexibiliteit en prestaties mogelijk maakt. Bovendien hoeven 3D-geprinte schroefdraden niet altijd op het oppervlak te zitten, zoals bij andere productiemethoden. Ze kunnen verborgen zijn in het midden of op andere plekken waar het uiterst moeilijk is om met andere methoden discussielijnen toe te voegen.

Zorg voor een gladde afwerking

Naast de bovengenoemde voordelen is een ander voordeel van 3D-printdraden de oppervlakteafwerking. Bovendien zijn deze oppervlakken vrij glad en behoeven ze weinig tot geen nabewerking. Bovendien vereisen andere processen, zoals gieten en machinaal bewerken, aanzienlijke middelen om het onderdeel voor te bereiden door middel van slijpen, draaien en andere bewerkingen. Het proces wordt echter anders in het geval van additieve productie, waarbij er geen verdere nabewerking nodig is zodra het onderdeel is voltooid.

Precisiegedrukt garen

Bovendien is een ander voordeel van het gebruik van 3D-printers de precisie, consistentie en hoge tolerantie. Sommige toepassingen vereisen dit allemaal vanwege hun gevoeligheid en het gebruik van 3D-printen lijkt het enige haalbare antwoord.

Kosteneffectieve optie

Een gunstiger aspect van het gebruik van 3D-geprinte schroefdraad en andere onderdelen is de kosteneffectiviteit voor kleinschalige opstellingen. Bovendien is het gebruik van 3D-printen voor het maken van prototypen een van de belangrijkste fasen van elk ontwerpproject, en het gebruik van traditionele machinale bewerking of andere methoden kan veel tijd en middelen vergen. Het gebruik van 3D-printen kan in plaats daarvan zowel tijd als aanzienlijke middelen besparen, waardoor meerdere iteraties mogelijk worden en de ontwerpen worden geoptimaliseerd om de algehele prestaties van het project te verbeteren.

Ontwerpvoorwaarden voor 3D-printdraden

Voordat we verder gaan met het opnemen van interne en externe draden in een 3D-printontwerp, is het belangrijk om enkele van de meest voorkomende ontwerptermen te bespreken die iedereen die met het vakgebied verbonden is, zou moeten kennen.

TermDescriptionExterne of interne threadsHet enige verschil tussen deze threads is hun locatie. Interne draden blijven binnen het oppervlak en zijn niet zichtbaar. Externe draden blijven echter op het oppervlak. Bouten en moeren zijn daar het perfecte voorbeeld van waarbij de schroefdraad op de bout uitwendig is, terwijl moeren inwendige schroefdraad hebben. Steek Dit verwijst naar de afstand tussen de twee aangrenzende punten op een schroef. Grote diameter De totale diameter van de schroef begint vanaf het verste uiteinde van de schroef tot het midden van de schroef. Kleine diameter De diameter van de schroef zonder rekening te houden met de afmetingen van de schroefdraad. Bovendien wordt dit ook wel worteldiameter genoemd. Schroefas De denkbeeldige lijn loopt door het midden van de cilinder in een schroef. Wortel De binnenste groef van de schroef loopt rond het schroefdraadoppervlak. Kam Het hoogste punt van de schroef dat het verst van het midden verwijderd is. Kop De kop verwijst naar het bovenste blootgestelde gebied van de schroef dat wordt gebruikt om de schroef te draaien. Vorm De vorm is de algemene vorm van de draadrand. De driehoekige of zeshoekige profielen zijn enkele van de meest voorkomende.  TapsSommige draden blijven niet in een rechte lijn met aangrenzende toppen evenwijdig aan elkaar. In plaats daarvan hebben ze een taps toelopende draad die zorgt voor een betere grip en afdichting. Grove en fijne draad Dit verwijst naar hoe ver de draden zijn. Hoe fijner de draden zijn, hoe groter het aantal draden per afstandseenheid. Op dezelfde manier zijn grove schroefdraden het tegenovergestelde en hebben ze een lager aantal draden per afstand. Metrische draden Bij metrische draden is de afstand weergegeven in SI-eenheden. Inch-draden De afstand in deze draden is in Amerikaanse eenheden, die in inches zijn.

Ontwerpgids voor 3D-printdraden

Het opnemen van schroefdraadontwerp in elk 3D-printontwerp vereist zorgvuldige precisie. Zoals eerder vermeld is het proces echter flexibeler en intuïtiever in vergelijking met andere traditionele methoden die de industrie gebruikt.

Softwarepakket

De eerste vraag over onderdelen met schroefdraad gaat over de te gebruiken software. Bestaat er een speciaal softwarepakket voor onderdelen met schroefdraad? Het antwoord is nee. Ontwerpers kunnen met hetzelfde softwarepakket draden of andere functies in een 3D-printonderdeel opnemen. Iemand die Fusion 360 of SolidWorks gebruikt, hoeft bijvoorbeeld niet naar een ander programma over te stappen.

Bovendien zijn de basisprincipes belangrijker. Iedereen die op de hoogte is van de basisterminologieën, hun effect en de algemene vereisten van het project, kan gemakkelijk de threads in het ontwerpbestand toevoegen met behulp van zeer eenvoudige en gemakkelijk te gebruiken functies. Ongeacht het softwareprogramma blijft de basisfunctie voor het maken van schroefdraadonderdelen hetzelfde. De stappen verschillen echter enigszins, afhankelijk van of de externe of interne draad nodig is.

Externe discussies

• Teken een cirkel met een diameter die gelijk is aan de grootste diameter van de draad
• Gebruik de extrudeerfunctie om een cilinder van de vereiste lengte te maken
• Deze stap verschilt enigszins, afhankelijk van de software. Zoek de optie om discussielijnen aan te maken op het relevante tabblad. Voeg alle details toe, zoals de spoed en de kleine diameter, en voer de functie uit om de draad te maken.

Interne schroefdraad

• Teken een zeshoek van dezelfde grootte als de draden
• Extrudeer de vorm tot de gewenste lengte
• Maak een gat in het midden en stel de diameter in als de grootste diameter van de schroefdraad
• Selecteer het binnenoppervlak van het gat en maak de schroefdraad met behulp van de relevante optie in het programma
• Klik op de schroefdraadgrootte en selecteer alle andere parameters voordat u ok selecteert

Overwegingen en instellingen voor 3D-printen

Het proces voor 3D-printdraden is vrij eenvoudig. Het is echter niet altijd gemakkelijk vanwege verschillende overwegingen. De grootste beperkende factor is de maat, omdat het aanzienlijk moeilijker is om schroefdraad met een kleinere diameter toe te voegen.

Bovendien is het kleinst mogelijke formaat voor een opstelling afhankelijk van de eigenschappen van de 3D-printer. Voor grotere diameters kan elke 3D-printer werken omdat de draad voldoende tijd heeft om af te koelen terwijl het mondstuk zich elders bevindt. Op dezelfde manier is het voor kleinere diameters altijd beter om de 3D-printer vooraf te testen om eventuele problemen achteraf te voorkomen.

Naast de printereigenschappen zijn ook de kalibratie en instellingen belangrijk voor betrouwbare resultaten. Hier volgen enkele algemene richtlijnen om de betrouwbaarheid en consistentie van de prestaties van de 3D-printer te garanderen als het om schroefdraad gaat.

• Zorg ervoor dat de printer en extruder goed zijn gekalibreerd
• Stel het niveau van het 3D-printerbed in
• Optimaliseer het ontwerp om er altijd voor te zorgen dat de printer de draden verticaal maakt
• Zorg ervoor dat de steunen niet in de schroefdraad terechtkomen. Anders is het moeilijk te verwijderen
• Gebruik minimaal 4 verticale lagen met wanden van 2 mm om sterkere draden te garanderen
• Selecteer de infill-dichtheid afhankelijk van de toepassing, maar stel deze onder geen enkele omstandigheid in op minder dan 25%

Gemeenschappelijke manieren om draden toe te voegen aan 3D-geprinte onderdelen

Er zijn meerdere manieren om draden in een 3D-geprint onderdeel te verwerken. De beste keuze hangt af van de toepassing en de eisen van het project. De volgende manieren zijn echter de meest voorkomende in de branche.

Draad afdrukken

Het rechtstreeks printen van draden is een van de meest effectieve manieren om draden in een ontwerp te verwerken. Het is een ideale manier omdat het ontwerp op maat mogelijk maakt en de gebruikers maximale flexibiliteit biedt.

Er zijn echter ook enkele beperkingen. Het rechtstreeks printen van kleinere diameters is behoorlijk lastig. Op dezelfde manier houden de schroefdraden geen langere montage- en demontagecycli stand, omdat de schroefdraden niet sterk genoeg zijn om een schroef toe te voegen of te verwijderen.

Bovendien is direct printen geen haalbare oplossing voor situaties waarin een bepaald aantal exemplaren nodig is. In dergelijke gevallen moeten fabrikanten over extra printers beschikken. Dat leidt echter tot hogere kosten.

Heatset-inzetstukken gebruiken

Dit is een uitstekende optie omdat 3D-printen het meest voorkomt bij thermoplastische en thermohardende materialen.

Voor thermoplastische onderdelen is het gebruik van heatset-inzetstukken een haalbare optie, omdat hierbij de combinatie van warmte en druk wordt gebruikt om de schroefdraad permanent aan een bestaand onderdeel toe te voegen. Het proces is uiterst eenvoudig maar tijdrovend omdat het verwerking vanaf een soldeerbout vereist en het wachten tot het onderdeel is afgekoeld.

Bij thermohardende onderdelen houdt het proces in dat het inzetstuk ook met lijm wordt vastgehouden. Net als bij de thermohardende materialen heeft dit proces ook een aanzienlijke aanlooptijd, omdat de lijm tijd nodig heeft om uit te harden voordat de schroef wordt geïnstalleerd.

Handmatig boren en tappen

Dit is een van de snelste en meest economische manieren om draden toe te voegen aan een 3D-geprint ontwerp. De draden bieden een uitstekende grip en de apparatuur die nodig is om ze te verwerken is eenvoudig en gemakkelijk verkrijgbaar in bijna alle werkplaatsen. De draden zullen echter niet te sterk zijn en ze kunnen ook de algehele doorlooptijd verlengen, omdat het proces zelf handmatig is.

Combinatie van meerdere elementen

Ten slotte is misschien wel de meest effectieve aanpak het gebruik van een combinatie van methoden. Voeg 3D-geprinte draden toe in gebieden met beperkte toegankelijkheid en het gebruik van de combinatie van bovengenoemde methoden kan de beste resultaten opleveren. De doorlooptijd zal echter ook hoog zijn, omdat de meeste van deze methoden aanzienlijke verwerkingstijden vereisen.

RapidDirect:de ideale keuze voor 3D-printdraden en schroeven

Of het nu gaat om het 3D-printen van draden in een product of het testen van een nieuw ontwerp voor een specifieke toepassing. Het hebben van de juiste productiepartner kan het verschil maken in prestaties. Daarom is RapidDirect trots op zijn lange en succesvolle geschiedenis van het leveren van de meest uitgebreide productiediensten op de markt. Ons ervaren 3D-printteam beschikt over de nieuwste technologie en de expertise om met een uitgebreide lijst van wereldwijde klanten samen te werken om consistentie en prestaties tegen de meest concurrerende prijs te garanderen.

Eén ding dat RapidDirect onderscheidt, is het intuïtieve online productieplatform. Het heeft alles, iedereen die erover denkt een nieuw project te starten, moet de bestaande prijzen inschatten en beslissen over de kosten. Om aan de slag te gaan, uploadt u eenvoudig uw ontwerpbestanden en configureert u uw materialen, afwerking, hoeveelheden en meer. Vervolgens ontvangt u direct offertes of vraagt u offertes aan bij onze verkoopingenieurs.