Heat-Set-Inserts einbauen für starke, zuverlässige 3D-gedruckte Gewinde

Gewindete Komponenten im 3D-Druck

Gewindeverbinder, Bohrungen und Schraubverbindungen sind grundlegend für praktisch jedes konstruierte Teil, das Sie fertigen. Bei der Arbeit mit 3D-gedruckten Teilen beeinflusst die Gewindequalität direkt die Montagehaltbarkeit. Traditionelle Kunststoffgewinde – ob gedruckt oder handgeschnitten – neigen zum Ausreißen und Verschleiß, während Metallgewinde die für Hochleistungsanwendungen erforderliche Festigkeit und Langlebigkeit liefern. Metalleinsätze, typischerweise Messing mit vorgeformten Innengewinden, bieten eine robuste Lösung. Ihre gerändelte Außenfläche greift im umgebenden Material, widersteht Auszugs- und Drehmomentkräften.

Für thermoplastischen 3D-Druck sind hitzegepresste Einsätze die bevorzugte Wahl. Während der Installation schmilzt der Polymer und fließt um den Einsatz, was eine lokal verstärkte Bindung schafft, die Auszugs- und Drehmomentwerte dramatisch verbessert im Vergleich zu anderen Einsatztypen.

U.S. Army Fallstudie

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Design für und Einbau von Heat-Set-Inserts

Was Sie brauchen

• 3D-gedrucktes Teil mit passend dimensionierten Löchern für Gewindeeinsätze
• Ausgewählte hitzegepresste Gewindeeinsätze
• Lötkolben (650–750 °F / 343–399 °C)
• (Optional) Einsetzspitze für den Lötkolben

1. Bolzengröße und entsprechenden Einsatz wählen

Wählen Sie die Hardware, die das Teil befestigt. Die Einsatzgröße hängt von der Dicke des umgebenden Materials ab; wenn weniger als 2 mm (0,078") Material verbleiben, einen kleineren Einsatz wählen. Die vom Hersteller empfohlenen Kavitätsmaße prüfen. In diesem Beispiel wird ein M3-Einsatz mit folgenden Spezifikationen verwendet:

• Lochtiefe (D): 3,8 mm
• Hauptdurchmesser (A): 5,31 mm
• Nebendurchmesser (B): 5,1 mm

2. Startpunkt für Löcher skizzieren

Nutzen Sie das Skizzierwerkzeug Ihres CAD-Programms, um den exakten Ort jedes Lochs zu markieren.

3. Senkbohrung erstellen

Mit dem Bohrwerkzeug eine Senkbohrung erzeugen, die dem Hauptdurchmesser (A) des Einsatzes und der empfohlenen Tiefe entspricht. Das Loch über die Senkbohrungsbasis hinaus verlängern, falls ein Entlastungsloch für Schraubendurchlass nötig ist.

4. Innere Bohrkante fasen

Eine Abstands-Abstands-Fase auf die untere Außenkante der Senkbohrung anwenden. Die Senkbohrungshöhe als erste Distanz und „>(A-B)/2“ als zweite Distanz verwenden, um den erforderlichen konischen Nebendurchmesser (B) zu erreichen.

5. Teil drucken

Teil drucken, sobald das Design finalisiert ist.

6. Lötkolben erhitzen

Lötkolben einschalten und auf 650–750 °F (343–399 °C) aufheizen lassen. Dieser Temperaturbereich schmilzt den Thermoplast ohne Materialabbau.

7. Jeden Einsatz in seine Kavität drücken

Einsatz zentriert auf seiner Kavität platzieren. Lötkolbenspitze mit Einsatzmitte ausrichten und sanften Druck ausüben. Während der Einsatz erhitzt, schmilzt der Kunststoff und fließt, sodass der Einsatz in die Kavität einsinkt. Lötkolben in Kontakt halten, bis der Einsatz vollständig sitzt und die Teileoberfläche bündig mit dem Einsatzkopf ist. Bei größeren Einsätzen etwas längere Erhitzungszeit zulassen.

8. Teil abkühlen lassen

Nachdem alle Einsätze sitzen, das Teil einige Minuten abkühlen lassen. Dies stellt sicher, dass der Polymer vollständig um den Einsatz aushärtet. Nutzen Sie die Zeit, um Einsätze zu justieren, die nicht korrekt saßen.

Gewindeverbindungsfestigkeit erhöhen

Während hitzegepresste Einsätze exzellenten Auszugswiderstand bieten, kann ihre Platzierung auf der gegenüberliegenden Teileseite die Tragfähigkeit weiter erhöhen. Wenn der Einsatz belastet wird, greift sein Konus in den Konus der Senkbohrung ein und verteilt Kräfte gleichmäßiger. Hinzufügen von kontinuierlicher Faserverstärkung um die Kavität verstärkt diesen Effekt, indem Wandverformung unter Last verhindert wird.

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