Dominando Rosqueamento e Instalação de Inserts em Impressão 3D: Melhores Práticas

Existe uma coisa fundamental que você precisa saber sobre rosqueamento e montagem de inserts em peças impressas em 3D: o que você pode e não pode fabricar depende das propriedades do material tanto da peça quanto do insert. Uma segunda coisa a ter em mente: vale a pena projetar para machos e inserts padrão sempre que possível.

Peças SLS e MJF com Inserts de Termofusão (Heat-Set)

Peças de nylon impressas usando os processos de sinterização seletiva a laser (SLS) ou Multi Jet Fusion (MJF) podem aproveitar tamanhos padrão de inserts de termofusão de latão. Por que latão? O latão é um metal macio com baixas temperaturas de recozimento. Antes de os inserts de latão serem assentados nos furos, eles são rapidamente aquecidos com um ferro de solda. Isso deforma o nylon permitindo que ele flua e preencha vazios ao redor do insert, proporcionando uma aderência robusta ao redor do insert após o resfriamento. Usar um insert de termofusão de latão em seu design também pode ajudar a garantir durabilidade. Se você precisa de um insert de termofusão diferente de latão, inserts feitos de alumínio ou aço inoxidável também são uma opção.

Resistência de Inserts de Termofusão em Peças SLS e MJF

Fizemos alguns testes internos de resistência à tração em inserts de termofusão instalados em nylons, e aqui está o que você pode esperar. Embora muitas variáveis entrem em jogo, inserts maiores e mais longos que carregam maior área de superfície são mais fortes que menores. Nossos testes sugerem cargas máximas variando de aproximadamente 45 kg para inserts muito pequenos a, em alguns casos, mais de 317 kg para nossos maiores inserts. Isso dá uma noção das limitações, mas recomendamos testar a funcionalidade para sua aplicação específica, especialmente se sua peça sofrer cargas súbitas, repetidas e/ou não uniformes. Também é importante saber que inserts mais longos/altos de tamanho de rosca equivalente são mais fortes que inserts mais curtos. A quantidade de resistência adicionada varia por tamanho de insert, mas nossos testes indicam que inserts altos adicionam aproximadamente 30% de resistência à tração quando comparados a inserts mais curtos.

Peças SLA com Inserts de Press Fit (Ajuste por Pressão)

O estilo de insert difere para peças impressas usando o processo de estereolitografia (SLA). Neste caso, inserts de press fit padrão são usados. Eles não requerem aquecimento para assentar. Em vez disso, esses inserts de press fit são reforçados com epóxi para resistência e segurança adicionais.

Rosqueamento (Tapping) em Peças SLA, SLS, MJF

Rosquear furos em plásticos impressos em 3D é menos comum que montar inserts. No seu caso, porém, rosqueamento pode ser preferido sobre inserts se manter estética consistente for crítico ou se propriedades metálicas não forem desejadas. Estocamos tamanhos de macho padrão, mas se há algo que você precisa, apenas pergunte. Aqui está uma lista de nossos inserts de termofusão, inserts de press fit e machos comumente estocados. Podemos trabalhar com você para garantir que a profundidade adequada seja escolhida.

Inserts e Tamanhos de Macho Estocados

Inserts de Termofusão Estocados para Peças de Nylon	Inserts de Press Fit Estocados para Peças SLA	Machos Padrão para Peças SLA	Machos Métricos para Peças SLA	Machos NPT para Peças SLA	Machos para Peças Plásticas
0-80	0 - 80	0 - 80	M1.2 x .25	1/16 - 27	2-56
2-56	2 - 56	1 - 64	M1.4 x .25	1/8 - 27	4-40
4-40	4 - 40	1 - 72	M1.6 x .35	1/4 - 18	6-32
6-32	6 - 32	2 - 56	M2 x 0.4	1/2	8-32
8-32	8 - 32	3 - 48	M3 x 0.5	3/8 - 18	10-24
10-24	10 - 24	3 - 56	M4 x 0.7		10-32
10-32	10 - 32	4 - 40	M5 x 0.8		1/4"-20
1/4"-20	3/8 - 16	4 - 48	M6 x 1.0		1/4"-28
M1.6 x 0.35	1/4 - 20	5 - 40	M8 x 1.0		5/16"-18
M2 x 0.4	5/16 - 18	6 - 32	M8 x 1.25		3/8"-16
M2.5 x 0.45	M1.6 - .35	6 - 40	M12 x 1.75		1/8"-27
M3 x 0.5	M2 - 0.4	8 - 32	M14 x 1.0		1/2"-13
M4 x 0.7	M2.5 - 0.45	8 - 36	M18 x 1.0		M2 x 0.40
M5 x 0.8	M3 - 0.5	10 - 24	M20 x 1.5		M2.5 x 0.45
M6 x 1	M3.5 - 0.6	10 - 28			M3 x 0.50
M8 x 1.25	M4 - 0.7	10 - 32			M3.5 x 0.60
	M5 - 0.8	12 - 24			M4 x 0.70
	M6 - 1.0	1/4 - 20			M5 x 0.80
	M8 -1.25	1/4 - 28			M6 x 1.00
		3/8 - 16			M8 x 1.00
		3/8 - 18			M8 x 1.25
		3/8 - 24
		5/16 - 18
		5/16 - 24
		7/16 - 20
		7/16 - 14
		1/2 - 12
		1/2 - 20
		3/4 - 16
		5/8 - 18
		9/16 - 18
		15/16 - 16

Projetando para Rosqueamento e Inserts em Peças Plásticas Impressas em 3D

Ao determinar o tipo e tamanho de macho ou inserts que você precisará, certifique-se de nos fornecer desenhos técnicos que indiquem claramente tamanho de rosca, passo e requisito de profundidade. Ao projetar para inserts de termofusão, certifique-se de seguir as diretrizes na tabela abaixo para melhor ajuste. Embora não possamos garantir tamanho de ajuste ou profundidade de inserts, garantimos que eles fiquem nivelados com a superfície da peça. Em alguns casos, construímos gabaritos personalizados para certos requisitos de clientes.

Requisitos de Design para Inserts de Termofusão e Press Fit:

• Espessura Mínima da Parede: 0,762 mm (0,030 pol)
• Distância Mínima para Características Adjacentes: 6,35 mm (0,250 pol)
• Altura Máxima de Características Adjacentes: 101,6 mm (4,0 pol)

Perseguição (Chasing) vs. Rosqueamento (Tapping) de Roscas em Peças Metálicas Impressas em 3D

Se você busca roscas funcionais para um protótipo metálico, deve modelar e imprimir a estrutura das roscas. Após a construção, essa estrutura helicoidal pode ser perseguida (chased) com um macho manual para garantir funcionalidade. Isso é funcional o suficiente para muitas aplicações não de precisão, e é muito mais barato e rápido porque elimina a necessidade de uma configuração completa de usinagem. Alguns clientes optam por perseguir roscas eles mesmos, mas podemos fazer por custo relativamente baixo. A desvantagem de perseguir roscas por conta própria é que o alinhamento e a qualidade das roscas não serão tão precisos. Se sua peça tem uma orientação incomum nas roscas impressas, isso pode levar a uma perda muito pequena de precisão posicional final ou alinhamento. Por este motivo, se sua peça tem um requisito de design de produção, é recomendado que as roscas finais sejam usinadas pós-construção para garantir precisão. Roscas usinadas podem manter tolerâncias muito mais apertadas. Nota: ao selecionar materiais, perseguir roscas em Inconel 718 e cromo-cobalto é difícil, pois esses metais são mais duros que o próprio macho. Isso torna roscas pequenas especialmente difíceis nestes dois materiais.

Vantagens de Perseguir ou Rosquear para Peças Metálicas

	Perseguir Roscas	Rosquear Roscas
Tempo de Entrega Mais Rápido	✔
Preço Econômico	✔
Protótipo Funcional	✔
Peça de Precisão		✔

Projetando para Rosqueamento e Inserts em Peças Metálicas Impressas em 3D

Quando você obtiver o orçamento de suas peças, é importante fornecer todas as informações necessárias de rosca nos desenhos técnicos. Podemos revisar quaisquer desenhos técnicos para orçamento que indiquem claramente tamanho de rosca, passo, classe de ajuste e requisito de posição.

Inserts de Solicitação Especial e Mais

Então, essa é uma visão geral de como normalmente acomodamos clientes de impressão 3D. Dito isso, se você tem um pedido de design fora do comum, não hesite em nos perguntar. Você sempre pode nos enviar os inserts que gostaria que usássemos, ou podemos pedi-los para você. Podemos até buscar inserts maiores para peças maiores. Precisa de pinos de posicionamento montados? Nós cobrimos você. Apenas pergunte. Sempre revisamos sua peça com seus requisitos de design em mente. E não se esqueça que nossos engenheiros de aplicação estão aqui para ajudar a guiá-lo através de prazo, análise de custo e metas de design quando se trata de rosqueamento e inserts em peças impressas em 3D.

Rachel Hunt é a gerente de linha de serviço para impressão 3D na Protolabs.