Come progettare giunti a scatto per la stampa 3D: Una semplice guida

Cosa sono i giunti a scatto?

Giunti a scatto sono parti che clicca insieme. Consentono di unire due pezzi senza colla o viti. Questi giunti sono ottimi per la stampa 3D. Fanno risparmiare denaro e rendono le cose più leggere.

Quando si realizzano snap-fit per la stampa 3D, è necessario pensare al modo in cui le curve in plastica. I pezzi stampati in 3D non sono uguali a quelli prodotti in fabbrica. Sono costruiti in strati che possono rompersi se piegati troppo.

Tipi di giunti a scatto

Esistono tre tipi principali:

1. Cantilever - Si tratta di un bastone che si piega. È il tipo più facile da stampare. La maggior parte delle persone utilizza questo tipo.
2. Anulare - Si tratta di un giunto rotondo per tubi.
3. Torsionale - Questo si ritorce a scatto.

Giunti a sbalzo sono quelli che la maggior parte delle persone usa con le stampanti 3D. Funzionano bene con il modo in cui le stampanti 3D costruiscono la plastica.

Regole di progettazione fondamentali

Gli angoli lisci sono i migliori

Gli spigoli vivi si rompono! Utilizzare sempre angoli arrotondati alla base dell'attacco a scatto. I test dimostrano che gli angoli arrotondati (0,5-1 mm) sono sollecitati dal 60%.

Quanto va bene la curva

Utilizziamo una regola matematica per sapere quanto può piegarsi un pezzo:

Curvatura = Forza × Lunghezza³ / (3 × Rigidità × Spessore)

Non preoccupatevi della matematica! Sappiate solo che le travi più lunghe si piegano più facilmente rispetto a quelli corti.

La parte della cattura

Il sottotaglio è la parte che fa presa. La parte da tagliare è pari a circa 5% dello spessore della parete. Per una parete di 5 mm, utilizzare un sottosquadro di 0,25 mm. Se si superano le 10%, il pezzo potrebbe rompersi.

Le linee di stampa sono importanti

Stampate le travi in piano! I pezzi sono 30% più resistenti quando la trave a scatto è piatta sul letto di stampa. In questo modo le linee di stampa vengono posizionate nel modo giusto.

I migliori materiali per i modelli a scatto

PETG è il scelta migliore per la maggior parte delle persone. Si piega bene e dura a lungo.

PLA funziona per i test, ma si rompe troppo presto per le parti reali.

Nylon con la fibra di carbonio può essere utilizzato per lavorazione di prototipi cnc parti che devono essere super resistenti.

Guida alla progettazione passo dopo passo

1. Scegliete cosa fare del vostro giunto

Decidete se volete un'articolazione che:

• Scatta una volta e rimane (come il coperchio di una scatola)
• Scatta dentro e fuori molte volte (come lo sportello di una batteria)

2. Dimensionare bene le parti

Per un buon montaggio a scatto:

• Realizzare la trave abbastanza a lungo piegare
• Tenetelo abbastanza spesso non rompere
• Per il PLA, mantenere la curvatura sotto 3%
• Per il PETG, è possibile arrivare fino a 5%

3. Realizzare in CAD

Utilizzate un programma come Fusion 360 per disegnare le vostre parti.

Suggerimento: Eseguire prima una stampa di prova con la sola parte a scatto per verificarne il funzionamento.

4. Verifica con un test

È possibile utilizzare un controllo al computer (chiamato FEA) per vedere se il pezzo si romperà. È un metodo simile a quello che Lavorazione cnc 3D per testare parti metalliche reali.

Questi test sono in grado di dire se il vostro pezzo si guasterà entro 15% i test del mondo reale.

5. Test e correzione

Verificate sempre l'accoppiamento a scatto. Poi, se necessario, miglioratelo.

Suggerimenti per la stampa 3D per gli snap-fit

1. Utilizzare il riempimento 100% alle parti a scatto (li rende più resistenti 45%)
2. Nessun supporto vicino ai bottoni automatici
3. Carteggiare i bordi per renderli lisci
4. Stampa lenta per una migliore qualità

Testate i vostri snap-fit

Unite e separate i vostri pezzi per 50 volte. Questo ci dice se dureranno.

Se si rompono, provare:

• Allungamento del fascio di luce
• Ridurre le catture
• Utilizzo del PETG al posto del PLA

Errori comuni da evitare

1. Non aggiungere spazio - Aggiungere uno spazio di 0,2-0,5 mm tra le parti
2. Utilizzo di materiale troppo rigido - Il PLA è troppo rigido per molti snap-fit
3. Realizzare giunti che non si possono staccare - A meno che non lo si voglia!
4. Angoli vivi - Utilizzare sempre angoli arrotondati

Idee avanzate a scatto

Miscela di materiali

Provare a utilizzare TPU morbido per la parte a scatto e PLA duro per il resto. Funziona così plastica cnc parti che mescolano pezzi duri e morbidi.

Scatola Designs

Realizzate dei dispositivi a scatto per i coperchi delle scatole elettroniche che devono aprirsi e chiudersi spesso.

Caso reale: IoT Box

Un team ha realizzato una scatola per dispositivi IoT con attacchi a scatto in Nylon 12 CF (fibra di carbonio). I bottoni automatici funzionavano ancora dopo oltre 200 aperture! Questo è come un prodotto di alta gamma lavorazione cnc di precisione ma realizzato con una stampante.

Domande che le persone pongono

Riassunto

Necessità di un buon montaggio a scatto:

• Angoli arrotondati
• Materiale giusto (il PETG è il migliore)
• Dimensione giusta (né troppo spessa, né troppo sottile)
• Stampa in piano per la forza
• 100% tamponamento allo scatto

Ora è possibile realizzare giunti a scatto che funzionano bene.