Como conceber juntas de encaixe para impressão 3D: Um guia simples

O que são juntas de encaixe?

Juntas de encaixe são partes que clique juntas. Permitem-lhe juntar duas peças sem cola ou parafusos. Estas juntas são boas para a impressão 3D. Poupam dinheiro e tornam as coisas mais leves.

Quando se fazem encaixes para impressão 3D, é necessário pensar na forma como o dobras de plástico. As peças impressas em 3D não são iguais às peças produzidas numa fábrica. São construídas em camadas que se podem partir se os dobrarmos demasiado.

Tipos de juntas de encaixe

Existem três tipos principais:

1. Cantilever - Trata-se de um pau que se dobra. É o tipo mais fácil de imprimir. A maioria das pessoas utiliza este tipo.
2. Anular - Trata-se de uma junta redonda para tubos.
3. Torção - Esta torce-se para encaixar.

Juntas em cantilever são o que a maioria das pessoas utiliza nas impressoras 3D. Funcionam bem com a forma como as impressoras 3D constroem o plástico.

Principais regras de conceção

Os cantos lisos são os melhores

Os cantos afiados partem-se! Utilizar sempre cantos redondos na base do seu encaixe. Os testes mostram que os cantos redondos (0,5-1mm) cortam o stress com o 60%.

Qual é a quantidade de curvatura correta?

Utilizamos uma regra matemática para saber até que ponto uma peça se pode dobrar:

Curvatura = Força × Comprimento³ / (3 × Rigidez × Espessura)

Não te preocupes com a matemática! Fica a saber que as vigas mais compridas dobram-se mais facilmente do que os curtos.

A parte da captura

O subcotar é a parte que fica presa. Faça-o com cerca de 5% da espessura da sua parede. Para uma parede de 5 mm, utilize um corte inferior de 0,25 mm. Se ultrapassar os 10%, a peça pode partir-se.

As linhas de impressão são importantes

Imprimir as vigas planas! As peças são 30% mais fortes quando o feixe de encaixe está plano na base de impressão. Isto coloca as linhas de impressão na direção correta.

Melhores materiais para encaixes

PETG é o melhor escolha para a maioria das pessoas. Dobra-se bem e dura muito tempo.

PLA funciona para testes mas avaria demasiado cedo para peças reais.

Nylon com fibra de carbono pode ser utilizado para maquinagem cnc de protótipos partes que precisam de ser super fortes.

Guia de conceção passo a passo

1. Escolha o que a sua junta vai fazer

Decida se quer um conjunto que:

• Encaixa-se uma vez e fica (como uma tampa de caixa)
• Entra e sai muitas vezes (como uma porta de bateria)

2. Dimensione corretamente as suas peças

Para um bom encaixe:

• Fazer a viga tempo suficiente para dobrar
• Guardar suficientemente espesso para não quebrar
• Para PLA, manter a dobragem abaixo de 3%
• Para PETG, pode ir até 5%

3. Fazer em CAD

Utilize um programa como o Fusion 360 para desenhar as suas peças.

Dica: Faça primeiro uma impressão de teste apenas com a peça de encaixe para verificar se funciona.

4. Verificar com um teste

Pode utilizar uma verificação informática (chamada FEA) para ver se a sua peça se vai partir. Isto é semelhante ao que Maquinação cnc 3D faz para testar peças metálicas reais.

Estes testes podem dizer se a sua peça irá falhar dentro de 15% dos testes do mundo real.

5. Testar e corrigir

Teste sempre o seu encaixe. Depois, se necessário, melhore-o.

Dicas de impressão 3D para encaixes rápidos

1. Utilizar o enchimento 100% nas partes de encaixe (torna-os 45% mais fortes)
2. Sem suportes perto dos fechos
3. Lixar os bordos para os tornar lisos
4. Impressão lenta para uma melhor qualidade

Teste os seus encaixes

Junte as suas peças e separe-as 50 vezes. Isto diz-lhe se elas vão durar.

Se se partirem, tentar:

• Tornar o feixe mais longo
• Tornar a captura mais pequena
• Utilização de PETG em vez de PLA

Erros comuns a evitar

1. Não adicionar espaço - Adicionar um espaço de 0,2-0,5 mm entre as peças
2. Utilização de material demasiado rígido - O PLA é demasiado rígido para muitos encaixes
3. Fazer juntas que não se podem separar - A não ser que o queiras!
4. Cantos afiados - Utilizar sempre cantos redondos

Ideias avançadas de encaixe

Misturar materiais

Tente utilizar TPU macio para a parte de encaixe e PLA rígido para o resto. Isto funciona da seguinte forma plástico cnc peças que misturam partes duras e moles.

Desenhos de caixas

Faça encaixes para tampas de caixas electrónicas que precisam de abrir e fechar muito.

Caso do mundo real: Caixa IoT

Uma equipa criou uma caixa para dispositivos IoT com encaixes de pressão Nylon 12 CF (fibra de carbono). Os fechos ainda funcionam após mais de 200 aberturas! Isto é como um topo de gama maquinagem cnc de precisão mas feita com uma impressora.

Perguntas que as pessoas fazem

Resumir

Necessidade de um bom encaixe:

• Cantos redondos
• Material correto (PETG é melhor)
• Tamanho correto (nem muito grosso, nem muito fino)
• Impressão plana para a força
• 100% enchimento na altura do encaixe

Agora é possível fazer juntas de encaixe que funcionam bem.