Максимизация прочности и точности: профессиональное руководство по аддитивным пост-процессинговым вставкам

Опубликовано 23 ноября 2022 года

Ранее опубликовано на fastradius.com 23 ноября 2022 года

Многие 3D-печатные детали не 100% готовы прямо из принтера — здесь вступает аддитивный пост-процессинг. Техники пост-процессинга вроде шлифовки и сглаживания могут улучшить вид и тактильные ощущения детали, но другие техники, такие как применение металлических вставок, улучшают её механические свойства или геометрическую точность. В некоторых случаях пост-процессинговые вставки могут понадобиться для обеспечения того, что деталь функционирует как заложено, встречает дизайн-спецификации и готова к использованию клиентом.

Аддитивные пост-процессинговые вставки служат разным целям, включая позволение печатаемым деталям крепиться к другим компонентам, устранение необходимости в нитях или клеях, и помощь в упрощении производственного процесса. Поскольку металл более долговечен чем пластик, определенные вставки могут даже увеличить долговечность детали, означая, что 3D-печатные пластиковые продукты могут быть многократно собраны и разобраны без повреждения.

Существует три общих типа аддитивных пост-процессинговых вставок: пресс-фит (press-fit), тепловые (heat-staked) и Helicoil. Каждый тип лучше подходит для разных 3D-печатных процессов и юзкейсов: с этим в виду, мы здесь чтобы помочь понять, какой правильный фит для вашего проекта.

Аддитивные пост-процессинговые вставки

Пресс-фит вставки (Press-Fit Inserts)

Пресс-фит — самый частый тип аддитивных пост-процессинговых вставок, лучше всего подходит для деталей Carbon Digital Light Synthesis (DLS), HP Multi Jet Fusion (MJF) и стереолитографии (SLA). В то время как нарезание резьбы в детали или интеграция резьбы в её дизайн может быть опцией для 3D-печатных проектов, пластиковая резьба изнашивается или ломается относительно быстро по сравнению с металлической резьбой пресс-фит вставок. С этой проблемой в виду, пресс-фит вставки часто используются в случаях, требующих высоких нагрузочных возможностей и долговечности, таких как 3D-печатные пластиковые корпуса, оболочки, потребительская электроника и другие детали, которые должны принимать винты для сборки.

Для использования пресс-фит вставки, вам нужно спроектировать деталь с отверстием или просверлить его после печати. Добавление вставки будет относительно легким, как только у вас есть отверстие: пресс-фит вставки конические, поэтому они само-выравниваются при вдавливании. Вместо нарезания резьбы в отверстие или расплавления пластика перед установкой вставки в 3D-печатную деталь, вы можете просто использовать молот или арборный пресс для установки. Поскольку пресс-фит вставки часто имеют роллированные внешние поверхности, они останутся на месте после вставки.

Тепловые вставки (Heat Staked Inserts)

Также возможно использовать тепловые вставки с аддитивными деталями. Лучше всего подходят для MJF и FDM печатных проектов, тепловая стакинг (heat staking) включает нагрев вставки для расплавления пластика и вдавливание её на место по мере остывания. Поднятие и охлаждение температуры 3D пластиковых компонентов позволит материалу переформироваться вокруг вставки, создавая сильную связь с печатаемой деталью. Вам нужно обратить внимание на то, сколько тепла и давления вы применяете при установке тепловых вставок для достижения лучших результатов.

Тепловая стакинг не только снижает сложность детали устраняя необходимость в CAD дизайне резьбы или нитях, но увеличивает её долговечность и улучшает косметический вид. Резьбовые вставки, подвергшиеся тепловой стакинге (вместо 3D-печати или нарезания резьбы) также будут иметь большую выдержку на вырыв и лучше сопротивляться срыванию, вырывным нагрузкам и крутящим нагрузкам. В результате, использование тепловой стакинг для фиксации металлических вставок и крепежа в 3D-печатных деталях — обычная практика во многих отраслях, включая авто, телеком и приборную промышленность, и процесс используется на всем от электронных корпусов до ручек приборов.

Helicoil вставки

Helicoil вставки традиционно используются в металлических деталях но могут также использоваться в FDM 3D печатях, независимо от того, имеет ли деталь 3D-печатную резьбу или традиционно просверленную и нарезанную резьбу. Также известные как спиральные вставки и вставки резьбы (STI), Helicoil вставки — это спиралевидные проводящие вставки с витками, более широкими чем отверстие, в которое они вставляются. Для установки Helicoil вставки вам нужно просверлить и нарезать резьбу, или 3D-напечатать резьбовое отверстие, перед завинчиванием вставки на установочный инструмент и установкой. Виток затем расширяется, формируя плотную запечатку против существующих резьб.

Существует несколько типов Helicoil вставок. Stanley Engineering, например, предлагает HeliCoil резьбовые проводящие вставки, предоставляющие внутренние резьбы для стандартных крепежей и резьбовые блокирующие проводящие вставки, предлагающие постоянные конвенциональные резьбы. Stanley Engineering также производит свободно-бегущие проводящие вставки с резьбами, которые могут использоваться с обоих концов, и безтангенциальные резьбовые вставки, износостойкие и устраняющие необходимость в извлечении тангента.

Металлические Helicoil вставки прочны, долговечны и устойчивы к теплу. Они также предотвращают износ резьбовых отверстий, и так могут удлинить срок жизни 3D-печатной детали. Helicoil вставки обычно используются в авиакосмической, оборонной, авто, медицинской и телекоммуникационной отраслях.

Создание прочных, долговечных деталей с SyBridge

Пресс-фит вставки, тепловые вставки и Helicoil вставки предлагают всё от увеличенной долговечности детали до возможности более упрощенного производственного процесса. Однако, поскольку каждый тип вставки лучше подходит для разных требований проекта, некорректная установка может повредить пластиковые детали и в итоге увеличить производственные времена и затраты. Учитывая важность вставок для определенных проектов и их ассоциированные вызовы, имеет смысл работать с опытным производителем вроде SyBridge для гарантии выбора правильной вставки для ваших нужд.

Когда вы работаете с SyBridge, вам не нужно быть производственным экспертом для добавления вставок к вашим 3D-печатным деталям или навигации любого аспекта производства. Наша команда экспертов проведет вас через производственный процесс, помогая уточнить ваши дизайны для гарантии того, что ваши детали оптимизированы для качества и стоимости на каждом этапе, и встречают ваши ожидания при завершении. Легко начать проект: просто создайте аккаунт и загрузите дизайн, и мы сгенерируем мгновенную котировку для ваших деталей. Перед генерацией котировки вы сможете настроить материалы деталей и производственные методы, и запустить автоматизированные DFM-проверки для выявления проблем с деталью. Чтобы узнать больше о пост-процессинговых вставках или любом из наших производственных сервисов, свяжитесь с нами сегодня.