Infilatura di parti stampate in 3D: come utilizzare il calore

Possiamo rendere le nostre parti stampate in 3D ancora più capaci quando iniziamo a mescolarle con alcune “vitamine meccaniche” essenziali. Combinando le stampe con viti, dadi, elementi di fissaggio e perni, otteniamo un ricco ecosistema per la realizzazione di meccanismi con capacità che vanno oltre ciò che potremmo semplicemente stampare da soli.

Oggi vorrei condividere alcuni suggerimenti su una delle mie tecniche di stampa 3D funzionali preferite: l'aggiunta di inserti termofissati. Essendo qualcuno che li installa manualmente da anni su parti in plastica, penso che molte guide trascurino alcuni dettagli del processo cruciali per ottenere risultati coerenti.

Non fare errori; ci sono già alcune guide di inserimento [1, 2]. (In effetti, ti incoraggio a guardare lì prima per un buon inizio.) Nel corso degli anni, però, ho aggiunto la mia mossa finale (niente di esotico o difficile) che chiamo la tecnica della pressa a piastra che mi dà un notevole incremento di coerenza.

Unisciti a me qui sotto mentre colmo le lacune di conoscenza (e anche alcune letterali) per rimandarti al laboratorio dotato di una tecnica che ti fornirà ogni volta inserti perfettamente posizionati.

Gli inserti termofissati sono parti di serie che aggiungono filettature a una parte realizzata in materiale termoplastico. Poiché la stampa 3D si basa sulla fuoriuscita di plastica dagli ugelli, letteralmente ogni singolo materiale stampato in 3D rientra nella definizione di materiale termoplastico, quindi funzioneranno tutti! Per quanto riguarda le tecniche di abbinamento, è quasi come se questi inserti fossero fatti l'uno per l'altro! (Ahimè, non lo erano, ma per fortuna la plastica stampata a iniezione ha reso queste parti una merce.)

Gli inserti termofissati funzionano ammorbidendo il materiale circostante durante l'installazione. Una volta installato, la rimozione della fonte di calore fa sì che la plastica fusa si solidifichi nuovamente attorno alla caratteristica zigrinata degli inserti, mantenendoli in posizione. Consideriamo di pensare a questo processo in termini di trasferimento di calore. I fori di installazione sono più piccoli degli inserti stessi (sono sottodimensionati), quindi non possiamo installare gli inserti con la forza manuale. Piuttosto, riscaldiamo prima l'inserto e poi conduciamo il calore nel materiale circostante in modo tale che il foro si deformi, adattandosi alla forma più grande dell'inserto.

Con il passare del tempo, il calore si trasferisce dallo strumento di inserimento, attraverso l'inserto dal contatto della superficie e infine verso l'esterno nella nostra parte stampata in 3D, dove si dissipa. Maggiore è il tempo impiegato per inserire la parte, maggiore è il tempo che il calore deve percorrere per raggiungere la parte dove può deformare le aree circostanti. Nella produzione su larga scala, questo processo viene eseguito dalla macchina. Nel nostro caso, però, stiamo installando a mano, quindi dovremo tenere a mente i nostri tempi. Infine, non dimenticare che quando installiamo l'inserto, stiamo spostando la plastica fusa per fare spazio all'inserto termofissato. La plastica spostata deve andare da qualche parte e di solito finisce in poltiglia sul fondo dell'inserto.

I nostri strumenti non devono essere costosi. Utilizzo un inserto "suggerimento per l'installazione" combinato con un saldatore economico da 40 W di Amazon senza alcun controllo della temperatura. Questi "punte di installazione" non sono particolarmente speciali, ma, a differenza delle punte del saldatore, non sono affusolate. L'uso di una punta senza rastremazione facilita la rimozione della punta una volta installato l'inserto.

Puoi trovare gli inserti su McMaster-Carr (codice: 92160a115) o su Tindie. (Ammetto che utilizzo quello McMaster-Carr per inserti 4-40 e M2.5, ma anche con inserti M3, M4 e M5 senza problemi!)

Sconsiglio vivamente l'uso di una punta per saldatore alla vaniglia per il seguente motivo. La maggior parte di questi suggerimenti sono rastremati. Se utilizziamo una punta del saldatore conica, rischiamo di far incastrare la punta del ferro nell'inserto. Ricorda: il metallo si espande quando si riscalda e si contrae quando si raffredda. Quando installiamo l'inserto metallico nella parte stampata, dissipiamo il calore dall'inserto nella parte, facendo sì che l'inserto riscaldato si raffreddi leggermente e si contragga attorno alla punta del ferro. Il risultato netto è che quando proviamo a estrarre la punta del ferro, l'inserto viene con sé! Immagino che questo scenario sia simile a una trappola per dita cinese.