3D print bevestigingen

cover image print connections

Veelal bestaat een 3D print uit meerdere onderdelen. Hierbij rijst de vraag hoe je deze onderdelen aan elkaar gaat bevestigen. Natuurlijk kan men kiezen voor een lijmbevestiging, maar dit is niet ideaal wanneer je onderdelen vaker in en uit elkaar wilt halen. Daarom biedt deze handleiding een inzicht in enkele technieken die je kunt gebruiken om ge-3d-printe onderdelen op een makkelijke manier aan elkaar te verbinden. De volgende vier technieken komen aan bod:

1. Direct Thread

2. Modelled thread

3. Threaded Inserts

4. Embedded Nuts

Direct Thread #

Dit is een erg rudimentaire techniek met beperkte functionaliteit, maar wel Ă©Ă©n die snel en makkelijk in te zetten is. “Direct Thread” verwijst naar het tappen van draad in het geprinte object door het gebruik van de bevestigingsschroef zelf. Je modelleert dus een gat dat iets kleiner is dan de diameter van de bout en gebruikt de bout vervolgens om draad te tappen in het object. Dit kan doordat het plastic zachter is dan het metaal van de bout. In de praktijk werkt dit voornamelijk goed bij kleine (lees: < M5 ) bevestigingen. Bij groot formaat bouten / schroeven tap je namelijk meestal door de wand van het object heen en verlies je stevigheid (tenzij er onnodig dikken wanden worden ingesteld in de slicer). Het grote voordeel van deze techniek is de eenvoud, maar het nadeel is dat de draad meestal slechts een beperkte levensduur heeft doordat het plastic teveel beschadigt na veelvuldig los/vastmaken.

VoordeelNadeel
Geen nabewerkingWerkt enkel met kleine draad (< M5)
Makkelijk te modellerenKwetsbaar
Geen extra materiaal of gereedschap nodigBeperkte levensduur

Modelled Thread #

Modelled thread is een voortzetting van de direct thread. Echter in plaats van de bout te gebruiken om draad te tappen in ons object, gebruiken we bij modelled thread de precisie van de 3D printer om direct draad te printen. In tegenstelling tot “direct thread”, werkt modelled thread juist goed bij grote draad en slecht bij kleine draad. Dit komt doordat standaard FFF printers veelal niet de resolutie hebben om draad kleiner dan M5 te printen of anders met onnodig kleine nozzles / laaghoogtes moeten printen. Bij grote draad (lees: > M8) vervallen deze limitaties en krijg je juist behoorlijk sterke bevestigingen die veelvuldig opnieuw gebruikt kunnen worden. Dit is vooral van toepassing wanneer je bevestigingsmoer van hetzelfde materiaal is. Je ziet daarom vaak dat juiste bij grotere objecten bijvoorbeeld de deksel en de doos beiden geprint worden. Denk hierbij onder andere aan een opzetstuk voor een standaard PET fles.

VoordeelNadeel
Geen nabewerkingWerkt minder goed met kleine draad (< M8)
Geen extra materiaal of gereedschap nodigRelatief kwetsbaar (ligt ook aan de gebruikte materialen)
Je kan makkelijk zeer grote draad gebruiken die anders niet toegankelijk isJe CAD-model en printer moeten goed op elkaar afgesteld staan om de juiste toleranties te vinden.

Threaded inserts #

De volgende methode die we gaan behandelen is bevestiging door middel van “threaded inserts”. Threaded inserts worden tegenwoordig veel gebruikt in de 3D prints, maar zijn eigenlijk afkomstig uit de spuitgiet wereld. Threaded inserts zijn metalen (veelal messing) busjes met draad die in het geprinte object worden geplaatst. Dit kan door middel van druk, maar meestal wordt hitte gebruikt om de inserts in de print te smelten. Doordat de inserts een grove structuur hebben aan de buitenkant is de verbinding met het plastic erg sterk. Tevens is het modelleren makkelijk doordat er enkel een gat gemaakt hoeft te worden. Het nadeel zit voornamelijk in de kosten van de inserts en het gebruik van extra gereedschap. De prints worden namelijk meestal door middel van een soldeerbout met speciale opzetstukken in het object gesmolten. Daarnaast dien je bij het samensmelten ook zorgvuldig te werk te gaan, zodat de inserts niet scheef in de print komen en/of de print beschadigt.

Threaded inserts / het benodigde gereedschap is aanwezig in het Fablab

VoordeelNadeel
Erg sterkDuurder
Makkelijk te modellerenExtra gereedschap nodig
Verkrijgbaar in veel matenEen extra handeling na het printen
Veelvuldig los/vast te makenDe print kan stuk gaan door foutief plaatsen

Embedded Nuts #

De laatste methode die we behandelen is de “embedded nut”. We spreken over een embedded nut wanneer ruimte voor een standaard moer in het object gemodelleerd is. Het grote voordeel hiervan is dat je nagenoeg dezelfde sterkte bereikt als met een threaded insert zonder de extra kosten en nabewerking. Na het printen plaats je simpelweg de moer in de daarvoor bestemde plek. Het grote nadeel van deze techniek is dat het modelleren meer werkt vereist en dat je ook modelleer vrijheid opgeeft. Meestal wordt de moer namelijk van de zijkant in het object geschoven, zodat deze er niet makkelijk uitvalt. In sommige gevallen wordt de moer zelfs tijdens het printen geplaats door een pauze in de print te programmeren.

VoordeelNadeel
Erg sterk (afhankelijk van het ontwerp vaak ook sterker dan threaded inserts)Moeilijker te modelleren
GoedkoopVereist meer ruimte dan de bovenstaande methodes
Veelvuldig lost/vast te makenVereist in sommige gevallen ‘bridging’ tijdens het printen