Dominando as linhas de impressão 3D:um guia abrangente para iniciantes

Parafusos e roscas estão entre os fixadores mais populares do mundo, pois permitem a união conveniente em múltiplas montagens complicadas. Para peças impressas em 3D, as roscas são um elemento importante que pode permitir o uso de parafusos e fixadores prontos para uso. No entanto, imprimir linhas em 3D e incorporá-las no design pode ser um desafio sem o processo certo.

Este artigo aborda os fundamentos das linhas impressas em 3D e discute as práticas recomendadas que fornecem resultados consistentes sem complexidades adicionais.  

Os benefícios do uso da impressão 3D para linhas

Antes de passar aos detalhes dos fios impressos em 3D, é importante esclarecer por que a indústria prefere usá-los.

Permitir design complexo

Em primeiro lugar, as linhas de impressão 3D permitem a criação até dos designs mais complexos porque existem apenas algumas limitações na tecnologia. Da mesma forma, outros métodos como usinagem e fundição apresentam vários problemas, falhas materiais internas e outros problemas de qualidade ao criar formas complexas e integradas.

As impressoras 3D, entretanto, constroem peças diretamente em camadas, o que permite melhor flexibilidade e desempenho. Além disso, as roscas dos parafusos impressas em 3D nem sempre precisam estar na superfície como outros métodos de fabricação. Eles podem estar escondidos no meio ou em outras áreas onde é extremamente difícil adicionar threads usando outros métodos.

Tenha um acabamento suave

Além das vantagens mencionadas acima, outro benefício das linhas de impressão 3D é o acabamento superficial. Além disso, essas superfícies são bastante lisas e requerem pouco ou nenhum pós-processamento. Além disso, outros processos como fundição e usinagem requerem recursos significativos para preparar a peça por meio de retificação, torneamento e outras operações. No entanto, o processo torna-se diferente no caso da fabricação aditiva, onde não há necessidade de pós-processamento adicional após a conclusão da peça.

Linhas impressas com precisão

Além disso, outro benefício do uso de impressoras 3D é a precisão, consistência e alta tolerância. Algumas aplicações exigem tudo isso devido à sua sensibilidade e o uso da impressão 3D parece ser a única resposta viável.

Opção econômica

Outra vantagem do uso de roscas de parafuso e outras peças impressas em 3D é o custo-benefício para configurações em pequena escala. Além disso, o uso da impressão 3D para prototipagem é uma das fases mais importantes de qualquer projeto de design, e o uso da usinagem tradicional ou outros métodos pode consumir muito tempo e recursos. Em vez disso, usar a impressão 3D pode economizar tempo e recursos significativos, o que facilita múltiplas iterações e ajuda a otimizar os designs para melhorar o desempenho geral do projeto.

Termos de design para linhas de impressão 3D

Antes de prosseguir para a incorporação de roscas internas e externas em um design de impressão 3D, é importante discutir alguns dos termos de design mais comuns que qualquer pessoa associada à área deve conhecer.
TermoDescriçãoThreads externos ou internosA única diferença entre esses threads é sua localização. As roscas internas permanecem dentro da superfície e não podem ser vistas. Os fios externos, entretanto, permanecem na superfície. Parafusos e porcas são o exemplo perfeito de onde as roscas do parafuso são externas, enquanto as porcas têm roscas internas. PassoIsso se refere à distância entre os dois pontos adjacentes em um parafuso. Além disso, também é chamado de diâmetro da raiz. Eixo da rosca A linha imaginária passa pelo centro do cilindro em um parafuso. Raiz A ranhura interna do parafuso corre ao redor da superfície roscada. Os perfis triangulares ou hexagonais são alguns dos mais comuns.  CônicoAlguns fios não permanecem em linha reta com cristas adjacentes paralelas umas às outras. Em vez disso, eles têm uma rosca cônica que ajuda a fornecer uma aderência e vedação mais firmes. Rosca grossa e fina Isso se refere à distância das roscas. Quanto mais finos forem os fios, maior será o número de fios por unidade de distância. Da mesma forma, os threads grossos são o oposto disso e possuem um número menor de threads por distância. Threads métricos Os threads métricos têm uma distância mapeada em unidades SI. Threads em polegadas A distância nesses threads está em unidades americanas, que estão em polegadas.

Guia de design para linhas de impressão 3D

Incorporar um design roscado em qualquer design de impressão 3D requer uma precisão cuidadosa. Porém, como dito anteriormente, o processo é mais flexível e intuitivo quando comparado com outros métodos tradicionais que a indústria utiliza.

Pacote de software

A primeira pergunta sobre peças rosqueadas é sobre o software a ser usado. Existe um pacote de software especial para peças roscadas? A resposta é não. Os designers podem incorporar roscas ou quaisquer outros recursos em uma peça de impressão 3D com o mesmo pacote de software. Por exemplo, alguém que usa Fusion 360 ou SolidWorks não precisará mudar para nenhum outro programa.

Além disso, o básico é mais importante. Qualquer pessoa que conheça as terminologias básicas, seus efeitos e os requisitos gerais do projeto adicionaria facilmente os threads no arquivo de design usando funções muito simples e fáceis de usar. Independentemente do programa de software, a função básica para criar peças roscadas permanece a mesma. No entanto, as etapas diferem ligeiramente dependendo se a rosca externa ou interna é necessária.

Tópicos Externos

• Desenhe um círculo com diâmetro igual ao diâmetro maior da rosca
• Use a função de extrusão para criar um cilindro com o comprimento necessário
• Esta etapa é um pouco diferente dependendo do software. Encontre a opção de criar tópicos na guia relevante. Adicione todos os detalhes como passo e diâmetro menor e execute a função para criar a rosca.

Tópicos Internos

• Desenhe um hexágono do mesmo tamanho dos fios
• Extrude a forma no comprimento necessário
• Crie um furo no centro e defina o diâmetro como o diâmetro maior da rosca
• Selecione a superfície interna do furo e crie as roscas usando a opção relevante do programa
• Clique no tamanho da linha e selecione todos os outros parâmetros antes de selecionar ok

Considerações e configurações de impressão 3D

O processo para linhas de impressão 3D é bastante simples. No entanto, nem sempre é fácil devido a várias considerações envolvidas. O maior fator limitante é o tamanho, pois é consideravelmente mais difícil adicionar roscas com diâmetro menor.

Além disso, o menor tamanho possível para uma configuração depende das características da impressora 3D. Para diâmetros maiores, qualquer impressora 3D pode funcionar porque a linha tem tempo suficiente para esfriar enquanto o bico está em outro lugar. Da mesma forma, para diâmetros menores, é sempre melhor testar a impressora 3D com antecedência para evitar problemas no futuro.

Além das características da impressora, a calibração e as configurações também são importantes para resultados confiáveis. Aqui estão algumas diretrizes gerais para garantir confiabilidade e consistência no desempenho da impressora 3D quando se trata de threads.

• Certifique-se de que a impressora e a extrusora estejam devidamente calibradas
• Defina o nível da base da impressora 3D
• Otimize o design para garantir sempre que a impressora crie as linhas verticalmente
• Certifique-se de que os suportes não entrem nas roscas. Caso contrário, será difícil removê-lo
• Use pelo menos 4 camadas verticais com paredes de 2mm para garantir fios mais fortes
• Selecione a densidade de preenchimento de acordo com a aplicação, mas não defina abaixo de 25% em nenhuma circunstância

Maneiras comuns de adicionar roscas a peças impressas em 3D

Existem várias maneiras de incorporar roscas em uma peça impressa em 3D. A melhor escolha depende da aplicação e dos requisitos do projeto. No entanto, as formas a seguir são as mais comuns na indústria.

Tópicos de impressão

Imprimir linhas diretamente está entre as formas mais eficazes de incorporar linhas em um design. É a forma ideal porque permite um design personalizado e oferece máxima flexibilidade aos usuários.

Existem, no entanto, algumas limitações também. Imprimir diretamente diâmetros menores é bastante difícil. Da mesma forma, as roscas não resistem a ciclos mais longos de montagem e desmontagem, pois não serão fortes o suficiente para adicionar ou remover um parafuso.

Além disso, a impressão direta não é uma solução viável para situações em que é necessário um determinado número de cópias. Nesses casos, os fabricantes precisam de impressoras adicionais. No entanto, isso resulta em custos elevados.

Usando inserções de ajuste térmico

Esta é uma excelente opção, pois a impressão 3D é mais comum com materiais termoplásticos e termofixos.

Para peças termoplásticas, o uso de insertos termofixados é uma opção viável, pois utiliza a combinação de calor e pressão para adicionar permanentemente as roscas a uma peça existente. O processo é extremamente simples, mas demorado, pois requer o processamento com um ferro de solda e a espera do resfriamento da peça.

Para peças termofixas, o processo envolve segurar também a inserção com cola. Semelhante aos materiais termofixos, este processo também tem um tempo de espera significativo, pois a cola requer tempo para curar antes da instalação do parafuso.

Perfuração e Rosqueamento Manual

Esta é uma das maneiras mais rápidas e econômicas de adicionar linhas a um design impresso em 3D. Os fios proporcionarão uma excelente fixação e o equipamento necessário para processá-los é simples e está disponível em quase todas as oficinas. Os threads, no entanto, não serão muito fortes e também poderão aumentar o lead time geral, pois o processo em si é manual.

Combinação de vários elementos

Finalmente, talvez a abordagem mais eficaz seja utilizar uma combinação de métodos. Adicione linhas impressas em 3D em áreas com acessibilidade limitada e usar a combinação dos métodos mencionados acima pode fornecer os melhores resultados. No entanto, o prazo de entrega também será alto porque a maioria desses métodos requer tempos de processamento significativos.

RapidDirect:a escolha ideal para roscas e parafusos de impressão 3D

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