Comment concevoir des joints encliquetables pour l'impression 3D : Un guide simple

Qu'est-ce qu'un joint à emboîtement ?

Joints à emboîtement sont des pièces qui cliquer ensemble. Elles permettent d'assembler deux pièces sans colle ni vis. Ces joints sont utiles pour l'impression 3D. Elles permettent d'économiser de l'argent et d'alléger les objets.

Lorsque vous fabriquez des raccords rapides pour l'impression 3D, vous devez penser à la façon dont les coudes en plastique. Les pièces imprimées en 3D sont différentes des pièces fabriquées en usine. Elles sont construites en couches qui peuvent se casser si on les plie trop.

Types de joints à emboîtement

Il en existe trois types principaux :

1. Cantilever - Il s'agit d'un bâton qui se plie. C'est le type le plus facile à imprimer. La plupart des gens l'utilisent.
2. Annulaire - Il s'agit d'un joint rond pour les tubes.
3. Torsion - Il se tord pour s'enclencher.

Joints en porte-à-faux sont ceux que la plupart des gens utilisent avec les imprimantes 3D. Ils s'adaptent parfaitement à la façon dont les imprimantes 3D fabriquent le plastique.

Principales règles de conception

Les coins lisses sont les meilleurs

Les angles vifs se brisent ! Toujours utiliser coins arrondis à la base de votre snap-fit. Les tests montrent que les coins arrondis (0,5-1mm) sont réduits par le 60%.

Quelle quantité de Bend est acceptable ?

Nous utilisons une règle mathématique pour savoir jusqu'où une pièce peut se plier :

Flexion = Force × Longueur³ / (3 × Rigidité × Épaisseur)

Ne vous préoccupez pas des mathématiques ! Sachez simplement que les poutres plus longues se plient plus facilement que les courtes.

La partie capture

Le découper est la partie qui s'accroche. Elle doit représenter environ 5% de l'épaisseur de votre mur. Pour une paroi de 5 mm, utilisez une contre-dépouille de 0,25 mm. Si vous dépassez 10%, votre pièce risque de se casser.

Les lignes d'impression sont importantes

Imprimez les poutres à plat ! Les pièces sont 30% plus résistantes lorsque la poutre d'accrochage est à plat sur le lit d'impression. Les lignes d'impression sont ainsi placées dans le bon sens.

Les meilleurs matériaux pour le montage par emboîtement

PETG est le meilleur choix pour la plupart des gens. Il se plie bien et dure longtemps.

PLA fonctionne pour les tests mais se casse trop tôt pour les pièces réelles.

Nylon avec la fibre de carbone peuvent être utilisés pour usinage de prototypes en cnc les pièces qui doivent être très résistantes.

Guide de conception étape par étape

1. Choisissez ce que votre joint va faire

Décidez si vous voulez un joint qui :

• S'enclenche une fois et reste en place (comme un couvercle de boîte)
• S'emboîte et se déboîte plusieurs fois (comme une porte de batterie)

2. Bien dimensionner vos pièces

Pour un bon encliquetage :

• Faire la poutre suffisamment long plier
• Gardez-le suffisamment épais ne pas casser
• Pour l'APL, continuer à plier sous 3%
• Pour le PETG, vous pouvez aller jusqu'à 5%

3. Réaliser en CAO

Utilisez un programme comme Fusion 360 pour dessiner vos pièces.

Conseil : Faites d'abord un essai d'impression avec la partie encliquetable pour vérifier qu'elle fonctionne.

4. Vérifier à l'aide d'un test

Vous pouvez utiliser un contrôle informatique (appelé FEA) pour déterminer si votre pièce se cassera. C'est comme ce que fait Usinage 3D à commande numérique permet de tester des pièces métalliques réelles.

Ces tests permettent de déterminer si votre pièce sera défaillante dans les 15% des tests en conditions réelles.

5. Tester et réparer

Testez toujours votre encliquetage. Puis améliorez-le si nécessaire.

Conseils d'impression 3D pour les raccords rapides

1. Utiliser le remplissage 100% au niveau des parties encliquetables (ce qui les rend 45% plus résistantes)
2. Pas de soutien près des boutons-pression
3. Poncer les bords pour les rendre lisses
4. Impression lente pour une meilleure qualité

Testez vos Snap-Fits

Assemblez vos pièces et séparez-les 50 fois. Vous saurez ainsi si elles dureront.

S'ils se cassent, essayez :

• Allongement de la poutre
• Réduire la taille de la prise
• Utilisation de PETG au lieu de PLA

Les erreurs courantes à éviter

1. Ne pas ajouter d'espace - Ajouter un espace de 0,2-0,5 mm entre les pièces
2. Utilisation d'un matériau trop rigide - Le PLA est trop rigide pour de nombreux raccords rapides.
3. Réaliser des assemblages indissociables - Sauf si c'est ce que vous voulez !
4. Coins tranchants - Toujours utiliser des coins arrondis

Idées avancées d'encliquetage

Mélanger les matériaux

Essayez d'utiliser TPU souple pour la partie encliquetable et PLA dur pour le reste. Cela fonctionne comme suit plastique cnc des pièces qui mélangent des parties dures et des parties molles.

Designs de boîtes

Les couvercles des boîtes électroniques qui doivent s'ouvrir et se fermer fréquemment sont dotés d'un système d'encliquetage.

Cas concret : boîte IoT

Une équipe a fabriqué une boîte pour appareils IoT avec des boutons-pression. Nylon 12 CF (fibre de carbone). Les boutons-pression fonctionnent toujours après plus de 200 ouvertures ! C'est du haut de gamme usinage CNC de précision mais réalisé avec une imprimante.

Questions posées par les gens

Résumer la situation

Un bon système d'encliquetage répond aux besoins :

• Coins arrondis
• Matériau adéquat (le PETG est le meilleur)
• La bonne taille (ni trop épaisse, ni trop fine)
• Impression à plat pour la force
• 100% remplissage au moment du déclic

Il est désormais possible de réaliser des joints encliquetables qui fonctionnent bien.