Gewindeeinsätze und Verbindungselemente für Kunststoffe und 3D-Druck | Installationsanleitung
Verstärkung von 3D-Drucken und Kunststoffkonstruktionen mit speziellen Verbindungselementen
Wenn Sie jemals mit 3D-gedruckten Teilen und Prototypen gearbeitet haben, wissen Sie, dass das Sichern und Zusammenfügen Ihrer Kreationen schwierig und zeitaufwändig sein kann. Thermoplastische Materialien wie PLA, PETG, ABS und Harz eignen sich hervorragend für Kreativität, aber wenn Sie Ihre gedruckten Bauteile mit verschiedenen Materialien kombinieren möchten, ist es oft verwirrend, welcher Befestigungsansatz am besten geeignet ist.
Hier kommen Gewindeeinsätze für Kunststoff- und Spezialverschlüsse ins Spiel. Diese einfachen Lösungen erhöhen die mechanische Festigkeit, ermöglichen eine problemlose Montage und Demontage und tragen dazu bei, modulare Designs Wirklichkeit werden zu lassen.
Diese Installationsanleitung führt Sie durch die verschiedenen Arten von Gewindeeinsätzen für 3D-gedruckte Teile und ihre Methoden zur Installation in Kunststoffmaterialien, sowohl vor als auch nach dem Drucken, sowie andere Verbindungslösungen, die Sie für Ihre gedruckten Projekte verwenden können.
Wenn Sie diesen Schritten folgen und diese Lösungen selbst testen möchten, finden Sie die STL-Dateien für die Testvorrichtung hier.
Inhalt:
Polyfix-Schrauben: Hochleistungsbefestigung aus 3D-gedruckten Kunststoffen.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Polyfix-Schrauben wurden speziell für die sichere Befestigung in weichen oder spröden Kunststoffen und anderen geeigneten Materialien entwickelt. Ihre speziellen Gewindeprofile maximieren den Halt, ohne dass ein Metalleinsatz erforderlich ist, und ermöglichen dank ihrer einfachen Installation und Wiederverwendbarkeit ein schnelles Testen/Prototyping von Komponenten.
Polyfix-Schrauben sind mit zwei Gewindeprofilen erhältlich. Die 30°-Variante ist für die Feinsteuerung in weicheren oder weniger dichten Kunststoffen optimiert und bietet einen festeren und präziseren Halt im Material. Das 45°-Gewinde eignet sich für ein tieferes, aggressiveres Einrasten, das für härtere oder dichtere Kunststoffe geeignet ist. Diese abgewinkelten Gewindeprofile tragen dazu bei, die Kraft gleichmäßiger zu verteilen, wodurch das Risiko einer Delaminierung entlang der Schichtlinien bei 3D-gedruckten PLA-Teilen verringert wird.
Vorteile:
- Schnelle Installation — Es sind keine speziellen Vorbereitungen oder zusätzliche Komponenten erforderlich, weshalb sie sich ideal für die schnelle Prototypenentwicklung und einfache Installation eignen.
- Sauberere Oberfläche — Polyfix-Schrauben bieten ein sauberes, professionelles Ergebnis ohne das Durcheinander oder die Schwächen von Klebstoffen oder Pressverbindungen.
- Beugt Delaminierung vor — Die abgewinkelten Gewinde der Polyfix-Schrauben sorgen für eine gleichmäßige Kraftverteilung und reduzieren so die Belastung und das Risiko einer Delaminierung bei bedruckten Materialien wie PLA.
Am besten geeignet für:
- Ideal für PLA, ABS, PETG und andere thermoplastische Kunststoffe, bei denen eine schnelle und sichere Befestigung erforderlich ist.
- Geeignet für: Modelle/Miniaturen und Cosplay-Requisiten, Prototypen und Projekte, die regelmäßig demontiert werden müssen.
- Ideal für Robotik — Perfekt für kleine Baugruppen wie AccuBots oder Antweight Roboter, bei denen Wiederverwendbarkeit und sichere Befestigung unerlässlich sind.
Fenster zu Materialien und Wiederverwendbarkeit:
In der Regel müssen Sie mit etwa 30—50 Zyklen beim Entfernen und Auswechseln bei Harz und 10—20 bei PLA rechnen, bevor Ermüdungserscheinungen auftreten. Wenn Ihr Projekt eine höhere Haltbarkeit oder eine häufigere Demontage erfordert, sollten Sie in Betracht ziehen, auf einen Heatset-Einsatz aus Messing oder eine andere wiederverwendbare Befestigungsmethode umzusteigen, die in dieser Anleitung beschrieben wird und die besser zu Ihrem Material und Anwendungsfall passt.
Verwenden Sie Polyfix-Schrauben für Ihre 3D-Drucke:
1) Modellieren Sie Pilotlöcher direkt in Ihren 3D-Druck, um eine korrekte Ausrichtung zu gewährleisten und die Materialfestigkeit beim Befestigen aufrechtzuerhalten. Diese Methode ist besonders effektiv bei dünnen Wänden oder hohlen Strukturen, bei denen die gebohrten Löcher die Integrität beeinträchtigen oder zu wenig Material übrig bleibt, als dass die Schraube greifen könnte. Wenn Sie nach dem Drucken mit einem soliden Kunststoffteil arbeiten, ist das vorsichtige Bohren einer leicht zu kleinen Pilotbohrung ebenfalls eine geeignete Alternative.
2) Die Schraube mit langsamem, kontrolliertem Drehmoment eintreiben und darauf achten, dass die Schraube nicht zu fest angezogen oder ungleichmäßig nach unten gedrückt wird, was zu Ausrichtungsproblemen führen kann.
3) Das war's! Polyfix-Schrauben bieten möglicherweise die einfachste Methode zur Montage aller Arten von Verbindungselementen in 3D-Druck- oder Kunststoffteilen und möglicherweise eine der kostengünstigsten.
Selbstschneidende Einsätze: Reinigen Sie das Gewinde ohne Vorbohren.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Bei den selbstschneidenden Einsätzen handelt es sich um Metallverschlüsse, die so konzipiert sind, dass sie beim Einschlagen in Kunststoff oder andere Ausgangsmaterialien ihre eigenen Gewinde durchtrennen. Im Gegensatz zu thermisch fixierten oder eingepressten Einpresseinsätzen sind sie nicht auf Hitze oder Reibung angewiesen, um das Material zu fixieren. Stattdessen beißt sich ihr Außengewindemuster direkt in das Grundmaterial ein und bildet bei der Montage eine feste Gewindeverbindung. Entscheiden Sie sich für selbstschneidende Einsätze, wenn Sie robuste, wiederverwendbare Kunststoffgewinde benötigen, ohne dass Sie vorher ein Gewinde einfädeln müssen oder auf Thermowerkzeuge zurückgreifen müssen.
Kaufen Sie selbstschneidende Einsätze.
Die Größen der Pilotbohrungen für selbstschneidende Wendeschneidplatten finden Sie in unseren Referenztabellen hier.
Vorteile:
- Keine Hitze oder Spezialwerkzeuge erforderlich — Im Gegensatz zu hitzefixierten Wendeschneidplatten benötigen selbstschneidende Wendeschneidplatten keine thermischen Werkzeuge. Das spart Zeit und verhindert jegliche Gefahr von Materialverformungen bei der Montage.
- Langlebige, wiederverwendbare Gewinde — Durch die Schneidwirkung der selbstschneidenden Wendeschneidplatten entstehen starke, zuverlässige Gewinde in Kunststoffen, sodass sie wiederholt verwendet werden können, ohne dass sie sich verschlechtern, im Gegensatz zu gedruckten Gewinden, die sich abnutzen können.
- Ideal für Nachrüstungsanwendungen — Sie eignen sich besonders gut zur Verstärkung vorhandener Löcher in 3D-Druckern oder geformten Kunststoffteilen. Sie bieten eine schnelle und effektive Nachrüstung für schwache oder abgezogene Gewinde.
- Hohes Drehmoment und hohe Ausziehfestigkeit — Das externe Schneidgewinde sorgt für einen festen Halt im Kunststoff und stellt sicher, dass die Wendeschneidplatte hohen Belastungen und wiederholter Demontage standhält.
Am besten geeignet für:
- Ideal für — Anwendungen in PLA, ABS, Polycarbonat und PETG, bei denen hohe Festigkeit und einfache Montage ohne Vorbohren oder Erhitzen erforderlich sind.
- Geeignet für: 3D-gedruckte Gehäuse, Elektronikgehäuse, Prototypen und alle Kunststoffteile, für die ein sicheres, wiederverwendbares Gewinde erforderlich ist, für die jedoch weder die Zeit noch die Werkzeuge für hitzefixierte oder eingepresste Einsätze zur Verfügung stehen.
- Ideal für Reparaturen — Bei der Reparatur oder Nachrüstung abisolierter Gewinde bieten selbstschneidende Einsätze eine schnelle und zuverlässige Lösung, mit der die Funktionalität wiederhergestellt werden kann, ohne dass ganze Teile ausgetauscht werden müssen.
So installieren Sie selbstschneidende Einsätze für Kunststoff:
1) Erstellen Sie ein zu kleines Loch in Ihrer Konstruktionsdatei oder bohren Sie ein Loch in das Bauteil/die Baugruppe, um die Wendeschneidplatte aufzunehmen. Für unterschiedlich große Einsätze sind unterschiedliche Pilotlochgrößen und die Mindestwandstärke des umgebenden Materials erforderlich. Bitte überprüfen Sie stets die Produktspezifikationen.
2) Selbstschneidende Einsätze können je nach Einsatztyp mit einer Reihe von Spezialwerkzeugen installiert werden. Hier behandeln wir eine einfache Installationsmethode, für die keine Spezialwerkzeuge erforderlich sind. Wählen Sie einen passenden Schraubverschluss, eine Unterlegscheibe und eine Mutter in der gleichen Größe wie Ihre Wendeschneidplatte aus. Hier haben wir uns für M5 entschieden.
3) Montieren Sie den Schraubverschluss, die Unterlegscheibe und die Mutter in der angegebenen Reihenfolge zusammen, um Ihr Montagewerkzeug herzustellen. Sie müssen diese Baugruppe zunächst nur von Hand festziehen.
4) Schrauben Sie Ihr Montagewerkzeug vollständig in den Einsatz ein. Richten Sie dann die Unterseite der Wendeschneidplatte an Ihrer Führungsbohrung aus und stellen Sie sicher, dass alles richtig ausgerichtet ist. Wenn das Material geeignet ist, können Sie mit dem Einfädeln von Hand beginnen.
5) Fahren Sie die Wendeschneidplatte vollständig in das Teil ein, indem Sie den Kopf Ihres Montagewerkzeugs mit dem richtigen Antriebsbit drehen. Der Kopf Ihrer Wendeschneidplatte sollte nach dem Einsetzen bündig am Ausgangsmaterial anliegen. Anschließend können Sie das Gewindeteil, die Unterlegscheibe und die Mutter entfernen, sodass der eingebaute Einsatz an seinem Platz bleibt.
Heat-Set-Einsätze aus Messing: Starke, wiederverwendbare Gewinde für den wiederholten Gebrauch.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Hitzesetzeinsätze aus Messing für Kunststoffe sind gerändelte Bauteile, die so konzipiert sind, dass sie mithilfe einer geeigneten Wärmequelle zu 3D-gedruckten Bauteilen und anderen geeigneten Materialien verschmelzen. Wenn der Kunststoff im Bereich der Rändelung der Wendeschneidplatte abkühlt, rastet die Wendeschneidplatte ein. Diese Einsätze bilden effektiv ein robustes Innengewinde, das es anderen Befestigungselementen wie Maschinenschrauben oder Bolzen ermöglicht, Bauteile wiederholt zusammenzuhalten, ohne dass die Leistung durch erneutes Befestigen beeinträchtigt wird — etwas, womit gedruckte Gewinde zu kämpfen haben können.
Die Größen der Pilotbohrungen für Heat-Set-Einsätze aus Messing finden Sie in unseren Referenztabellen hier.
Vorteile:
- Wiederverwendbare, starke Gewinde — Thermofixierte Messingeinsätze sorgen für ein langlebiges, wiederverwendbares Gewinde aus Kunststoff, ideal für Teile, die häufig demontiert oder wieder zusammengebaut werden müssen, ohne die Integrität des Gewindes zu beeinträchtigen.
- Hohe Herauszieh- und Drehfestigkeit — Das gerändelte Design der Heißpresseinsätze sorgt für maximalen Widerstand beim Herausziehen und verhindert ein Verdrehen unter Last.
- Professionelle Oberfläche — Nach der Montage sorgen Messingeinsätze für eine saubere, professionelle Oberfläche, die Ihre 3D-gedruckten Bauteile wie ein hochwertiges, kommerzielles Produkt aussehen und funktionieren lässt.
Am besten geeignet für:
- Optimal geeignet für — PLA, PETG, ABS und andere thermoplastische Kunststoffe; bietet eine hohe Festigkeit für mechanische und strukturelle Anwendungen, selbst bei dünnwandigen oder empfindlichen Teilen.
- Passt gut zu — Roboterbaugruppen, austauschbaren Miniatur- oder Figurengliedern (z. B. Warhammer-Modellen), kundenspezifischen Kamerahalterungen und Gehäusen, die sichere, langlebige Befestigungspunkte erfordern.
- Ideal für stark beanspruchte Teile — Perfekt für Anwendungen, bei denen Teile häufig montiert/demontiert werden müssen, z. B. in der Robotik, bei Sonderanfertigungen und beim Prototypenbau von Produkten.
So installieren Sie Hitzepress-Gewindeeinsätze aus Messing:
1) Erstellen Sie ein zu kleines Loch in Ihrer Konstruktionsdatei oder bohren Sie ein Loch in das Bauteil/die Baugruppe, um die Wendeschneidplatte aufzunehmen. Für unterschiedlich große Einsätze sind unterschiedliche Pilotlochgrößen und die Mindestwandstärke des umgebenden Materials erforderlich. Bitte überprüfen Sie stets die Produktspezifikationen.
2) Positionieren Sie den Einsatz über/direkt innerhalb der Lippe Ihres zu kleinen Lochs, um sicherzustellen, dass die Ausrichtung korrekt ist, bevor Sie Hitze oder Druck ausüben.
3) Verwenden Sie eine Heißpresse oder einen Lötkolben mit dem Aufsatz der richtigen Größe. Erhitzen Sie die Oberseite der Einlage und drücken Sie sie vorsichtig nach unten. Sie benötigen nicht viel Kraft. In den meisten Fällen reicht das Gewicht der Presse allein aus.
4) Sobald sich die Wendeschneidplatte in der richtigen Position befindet, ziehen Sie den Heißpresskopf zurück (Sie müssen möglicherweise auf die Presse klopfen, um die Wendeschneidplatte zu lösen), sodass das Bauteil an Ort und Stelle bleibt.
5) Drücken Sie dann mit einem Metallschrott die Oberseite des Einsatzes bündig mit dem umgebenden Material zusammen. Dadurch wird das Bauteil gekühlt und eine bündige Ausrichtung auf Ihre Teile gewährleistet.
Tipp: Bevor Sie mit dem Einbau in fertige Teile beginnen, sollten Sie in Erwägung ziehen, eine „Probeeinlage“ in etwas Opfermaterial oder Schrott einzubauen.
Einpresseinsätze: Schnelle, werkzeuglose Gewindeintegration.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Bei Einpresseinsätzen handelt es sich um Gewindeeinsätze aus Messing, die ausschließlich auf Reibung beruhen, um an ihrem Platz zu bleiben. Im Gegensatz zu Thermofixierungs- oder Dehneinsätzen benötigen sie bei der Montage weder Wärme noch Drehmoment. Stattdessen werden sie in ein exakt entworfenes/gebohrtes Loch gesteckt und dank ihrer gerippten Konstruktion passen sie sich dem umgebenden Material an. Nach dem Einsetzen verfügen sie über ein robustes Innengewinde, das eine sichere Befestigung mit Schrauben oder Bolzen ermöglicht.
Kaufen Sie Press-Fit-Einsätze.
Die Größen der Pilotbohrungen für Press-Fit-Einsätze finden Sie in unseren Referenztabellen hier.
Vorteile:
- Schnelle Montage — Einpresseinsätze lassen sich schnell montieren und erfordern keine zusätzlichen Werkzeuge außer einer Presse oder einem Schraubstock, was Zeit und Mühe spart.
- Werkzeuglose Installation — Sie benötigen weder Heizung noch Spezialwerkzeuge und sind daher eine praktische Option für eine schnelle und zuverlässige Gewindeintegration.
- Keine thermische Verformung — Im Gegensatz zu wärmefixierten Wendeschneidplatten vermeiden Pressfit-Einsätze das Risiko thermischer Verformungen — ideal für empfindliche Materialien oder Teile mit dünneren Wänden.
Am besten geeignet für:
- Optimal geeignet für: Hochfeste Harze und dichte Filamente, bei denen ein fester, sicherer Sitz ohne zusätzliche Hitze erforderlich ist.
- Geeignet für — statische Vorrichtungen, Modellelemente oder Anwendungen, bei denen eine glatte, saubere Oberfläche unerlässlich ist.
- Ideal für professionelle Oberflächen — Perfekt für Anwendungen, bei denen hochwertige, langlebige Gewinde ohne thermisches Risiko erforderlich sind.
So montieren Sie Gewindeeinsätze (Einpressung):
1) Bohren oder modellieren Sie ein Loch, das dem Basisdurchmesser Ihrer Wendeschneidplatte entspricht. Überprüfen Sie vor dem Modellieren immer die technischen Spezifikationen. Denken Sie daran, dass das Modellieren der Datei das Hinzufügen von Gewindeeinsätzen und Schlitzen mit 3D-Druck in Ihre Baugruppen einfacher macht als das Bohren.
2) Richten Sie die Beilage an der Öffnung aus und achten Sie darauf, dass sie rechtwinklig zum gedruckten Teil steht. Möglicherweise müssen Sie dies noch einmal überprüfen, bevor Sie mit dem nächsten Schritt beginnen, da sich die Ausrichtung auch bei kleinen Bewegungen verschieben kann.
3) Drücken Sie die Einlage mit einer Dornpresse fest, falls Sie eine zur Verfügung haben. In unserer Werkstatt haben wir einen Schraubstock verwendet, der ebenfalls geeignet ist. Vermeiden Sie es, die Wendeschneidplatte in einem Winkel zu neigen oder zu drücken, um die Ausrichtung zu gewährleisten.
4) Stellen Sie nach dem vollständigen Einsetzen noch einmal sicher, dass die Wendeschneidplatte bündig und richtig ausgerichtet ist, um ein Quergewinde beim Einschrauben zu verhindern. Das ist es!
Dehneinsätze: Stabile Verriegelung für einen zuverlässigen Gewindeeingriff.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Bei Dehneinsätzen handelt es sich um eine einzigartige Art von Gewindeeinsätzen aus Messing, die so konzipiert sind, dass sie sich in einem gebohrten oder dafür vorgesehenen Loch physisch ausdehnen, wenn eine Schraube eingeführt und angezogen wird. Durch das Innengewinde der Wendeschneidplatte quillt das Gehäuse nach außen auf und drückt fest gegen die Hohlraumwände. Diese Dehnung sorgt dafür, dass die Rändelung an der Einlage das umliegende Material sicher umschließt, sodass solide, wiederverwendbare Fäden entstehen.
Die Größen der Pilotbohrungen für Erweiterungseinsätze finden Sie in unseren Referenztabellen hier.
Vorteile:
- Keine Wärmeinstallation — Für Dehneinsätze sind weder Hitze noch Spezialwerkzeuge erforderlich, sodass das Risiko thermischer Verformungen bei der Installation ausgeschlossen ist.
- Minimale Wandstärke — Diese Einsätze eignen sich effektiv für dünnwandigere Bauteile und bieten Flexibilität bei kompakten Designs.
- Verbesserter Ausziehwiderstand — Der Dehnmechanismus sorgt für einen festen, sicheren Sitz, der axialen Belastungen besser standhält als Einpresseinsätze.
Am besten geeignet für:
- Ideal für mechanische Vorrichtungen aus PETG, Harz und bedruckten Kunststoffen, bei denen sichere, wiederverwendbare Gewinde ohne Erwärmung benötigt werden.
- Geeignet für große 3D-gedruckte Dioramen oder andere Anwendungen, bei denen Heißpresswerkzeuge nicht verwendet werden können oder der Zugang eingeschränkt ist.
So installieren Sie Dehnmessingeinsätze für 3D-gedruckte Teile:
1) Bohren oder modellieren Sie ein Pilotloch in Ihrem Teil, das den Abmessungen entspricht, die in den technischen Daten der Einsätze angegeben sind. Die Details finden Sie auf der Produktseite des M5 Expansion-Fix Insert für das Beispiel, das wir hier haben.
2) Drücken Sie den Erweiterungseinsatz von Hand in das Loch und achten Sie darauf, dass er bündig sitzt und gerade sitzt. Üben Sie beim Start leichten Druck aus, aber vermeiden Sie es, den Einsatz zu erzwingen, wenn der Widerstand zu hoch ist. Sie sollten in der Lage sein, den Einsatz vollständig bis zur vollen Tiefe einzusetzen. (Wenn Sie auf einen hohen Widerstand stoßen, sollten Sie erwägen, das Pilotloch zu vergrößern).
3) Bevor Sie beginnen, stellen Sie sicher, dass die Gewinde Ihrer Komponenten korrekt ausgerichtet sind. Ziehen Sie beim Anschließen der fertigen Teile langsam die entsprechende Schraube oder den Bolzen auf die Einsatzgröße ein.
Beim Festziehen des Befestigungselements dehnt sich die Wendeschneidplatte von innen aus und verankert sich an den Hohlraumwänden. Verwenden Sie ein langsames, kontrolliertes Drehmoment, um ein Quergewinde zwischen den Komponenten zu vermeiden. Wenn Sie Schwierigkeiten haben, die Schraube zu drehen, ist die Führungsbohrung wahrscheinlich zu klein.
Captive Nuts: Für integrierte Festigkeit in kundenspezifischen Gehäusen.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Bei Einpressmuttern handelt es sich um standardmäßige Sechskantmuttern, die in einen speziell dafür vorgesehenen Hohlraum oder ein Gehäuse in einem 3D-gedruckten Teil eingebettet sind. Wenn ein Bolzen oder eine Schraube eingeschraubt wird, kann sich die Mutter nicht drehen, da das umgebende Gehäuse für einen festen Halt sorgt, fast so, als ob der Aufdruck selbst die Mutter an Ort und Stelle hält, wie es ein Schraubenschlüssel tun würde!
Kaufen Sie Präzisionsschrauben.
Heat-Set gegen Captive Nut?
Thermofixierte Messingeinsätze eignen sich hervorragend, wenn die Dicke des Wandmaterials begrenzt ist. Eingefertigte Muttern glänzen, wenn das Gehäuse für die Mutter tiefer sein kann und Sie ein maximales Drehmoment zu einem günstigen Preis benötigen. Sie können Ihre Mutternbuchsen auch so konstruieren, dass sie Platz für eine Unterlegscheibe bieten, wodurch die Leistung und die Lastverteilung beim Anziehen weiter verbessert werden.
Vorteile von Captive Nuts:
- Hohe Drehmomentfestigkeit — Feststehende Muttern bieten eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Drehmomenten und sorgen so für sichere Verbindungen in Strukturbauteilen.
- Verdeckter Verschluss — Die Mutter bleibt im Gehäuse verborgen und sorgt so für eine saubere und professionelle Oberfläche.
- Ideal für strukturelle Verbindungen — Perfekt für starke, dauerhafte Verbindungen in Anwendungen, die eine hohe mechanische Festigkeit erfordern.
Am besten geeignet für:
- Optimal geeignet für — Rahmen, Frontplatten und andere Strukturbauteile für Robotik, die ein hohes Drehmoment erfordern.
- Passt gut zu — Klapppaneelen, modularen Konstruktionen und abnehmbaren Modellen (z. B. Miniatur-/Warhammer-Sockel), bei denen eine verdeckte Befestigung bevorzugt wird.
Installation von Captive Nuts in 3D-Drucken:
1) Entwerfen Sie in Ihrem 3D-Modell einen sechseckigen Hohlraum. Achten Sie darauf, dass der Hohlraum etwa 0,1 mm bis 0,2 mm (PLA) oder 0,15 mm (Harz) größer ist als die Außenmaße der Mutter, um eine sichere Platzierung zu ermöglichen. Es gibt zahlreiche Muttern in verschiedenen Größen und Typen. Stellen Sie also sicher, dass Sie die richtigen Abmessungen der Bauteile haben.
2) Geben Sie die Mutter nach dem Drucken hinein oder um die selbstklebende Mutter in der Mitte des Drucks einzusetzen (nur FDM):
- Halten Sie den Druck bei Z an, sobald der Drucker das letzte vertikale Stück der Kavität für Ihre Mutter gedruckt hat.
- Setzen Sie dann die Mutter in die Sechskantmulde ein und setzen Sie den Druckvorgang an derselben Position fort.
3) Für zusätzliche Sicherheit verwenden Sie eine kleine Menge Klebstoff, um die Mutter zu befestigen, bevor Sie die Bolzen/Schraube anbringen. Dies kann Sekundenkleber oder zweckmäßigere Klebstoffe wie Epoxidharz sein.
4) Befestigen Sie den Bolzen/die Schraube standardmäßig in der Baugruppe. Achten Sie darauf, dass Sie Ihre Baugruppe nicht zu fest anziehen (die Stärke, die Sie anwenden können, hängt von der Art des verwendeten Kunststoffs ab).
Bauteile mit Gewinde: Bolzen und Schrauben für direkte 3D-gedruckte Gewinde.
Was sie sind und wie sie funktionieren:
Das direkte Drucken physischer Fäden auf Ihre Komponenten und Teile ist aufgrund der Einfachheit und Schnelligkeit der Installation eine attraktive Methode, erfordert jedoch ein hohes Maß an Genauigkeit sowohl bei der Konstruktion Ihrer Teile als auch beim eigentlichen Druck. Für Teile, die nicht häufig zugänglich sind oder starken Kräften ausgesetzt sind, bieten bedruckte Gewinde eine perfekte Lösung.
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Vorteile:
- Keine zusätzliche Hardware — Durch das direkte Bedrucken der Fäden sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich, sodass das Gerät ideal für schnelle und kostengünstige Zusammenstellungen ist.
- Schnelles Prototyping — Ideal für das schnelle Prototyping und ermöglicht eine schnelle Iteration, ohne dass eine komplexe Montage erforderlich ist.
- Kostengünstig für leichte Verbindungen — Ideal für nicht tragende Anwendungen, bei denen Kosteneinsparungen im Vordergrund stehen und eine minimale Verbindungsfestigkeit erforderlich ist.
Am besten geeignet für:
- Optimal geeignet für — Prototypen, Gehäuse und kosmetische Bauteile mit geringer Beanspruchung, für die keine robuste Befestigung erforderlich ist.
- Geeignet für: Ausrichtungselemente bei großen Modellen, Hobbybauten oder dekorativen Requisiten, bei denen es weniger auf Festigkeit ankommt.
Überlegungen beim Entwerfen Ihrer Gewinde:
Wahl der Steigung: Größere Gewindesteigungen vertragen FDM-Schichtstufen weitaus besser als ISO-Fine. Beachten Sie dies bei der Auswahl der Komponenten, die Sie für Ihre Drucke verwenden möchten. Sie müssen dies frühzeitig planen.
Bei Harzdruckern können Sie grobe oder feine Gewindesteigungen verwenden, es gibt jedoch eine Grenze. Gewinde, die feiner als 0,5 mm sind, sind in der Regel zu empfindlich oder verschmelzen nach dem Aushärten des Teils. Daher empfehlen wir, alternative Befestigungslösungen zu verwenden, wenn Sie ein so feines Gewinde benötigen.
Toleranzkorrektur: Aufgrund von zu starker Extrusion/Wölbung bei FDM-Druckern müssen Sie bei herkömmlichen 0,4-mm-Düsen möglicherweise eine zusätzliche radiale Toleranz von -0,05 mm einplanen. Wir empfehlen immer, zuerst einen Testfaden zu drucken, bevor Sie eine vollständige Komponente drucken, um sicherzustellen, dass Sie die richtigen Einstellungen vorgenommen haben.
Harzdrucker sind bei korrekter Kalibrierung präzise genug, sodass Sie Ihre Innengewinde in der Regel nicht zu klein dimensionieren müssen, wie wir es bei FDM finden. Wir empfehlen jedoch, einen Prototyp mit Gewindeteil zu testen, bevor Sie ein vollständiges Bauteil drucken, um Materialverschwendung bei der Prüfung der zu verwendenden Gewinde zu vermeiden.
Vollständige technische Details zu metrischen Gewindeabmessungen und -steigungen finden Sie in unseren hilfreichen druckbaren Tabellen:
Installation von Verbindungselementen in Ihre 3D-gedruckten Fäden:
1) Wählen Sie eine Bolzen/Schraube, die Ihren Projektanforderungen entspricht, und stellen Sie sicher, dass Sie die Details zum Gewindeprofil haben. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl die Platzierung des Bauteils. Benötigen Sie eine bündige Oberfläche?
2) Verwenden Sie präzise Modellierungs- und Schneideinstellungen, um genaue Gewindeprofile zu erhalten. Stellen Sie sicher, dass Sie die Skalierungseinstellungen nicht ändern, sobald das Teil für den Druck eingerichtet ist, da sich dadurch die Abmessungen des gedruckten Fadens ändern.
3) Installieren Sie den Verschluss wie gewohnt. Vermeiden Sie ein zu starkes Anziehen, um das Streifenrisiko zu verringern. Achten Sie darauf, dass Ihre Verbindung nur so stark ist wie das Material, auf das Ihre Fäden gedruckt sind. Wenn Sie eine höhere Festigkeit benötigen, ziehen Sie eine andere Befestigungslösung aus diesem Artikel in Betracht.
Zusammenfassung und häufig gestellte Fragen.
Verbindungselemente verändern die Art und Weise, wie Sie mit Kunststoff bauen. Sie machen aus empfindlichen Einwegverbindungen langlebige, modulare Baugruppen. Ganz gleich, ob Sie Prototypen entwickeln, iterieren oder Endteile zusammenbauen, diese Komponenten sorgen für sauberere Oberflächen, stärkere Verbindungen und eine einfachere Demontage.
Anstatt sich auf spröde Gewinde oder permanente Klebstoffe zu verlassen, bieten Ihnen Einsätze und Spezialschrauben mechanische Präzision dort, wo es darauf ankommt. Sie ermöglichen es Ihnen, wichtige Spannungspunkte zu verstärken, Metallgewinde zu integrieren und Ihre Fertigungsqualität zu verbessern, ohne das gesamte Teil neu konstruieren zu müssen.
Für jeden, der mit 3D-Drucken arbeitet, sind sie nicht nur Zubehör — sie sind transformative Komponenten, die jeder Ingenieur haben sollte.
Weiterführende Lektüre:
So messen Sie eine Schraube — Jetzt wissen Sie, wie Sie unsere Komponenten verwenden, und erfahren Sie, wie Sie die richtigen auswählen!
Imperiale Gewindetabellen — praktisch, wenn Sie Ihre eigenen 3D-gedruckten Gewinde für imperiale Bauteile entwerfen möchten.
Wie man einen Kampfroboter baut — Entdecke unsere Anleitung zum Bau von Robotern mit geringem Gewicht und sieh dir an, wie diese leistungsstarken Einsätze zum Einsatz kommen!
Häufig gestellte Fragen
F: Was sind Gewindeeinsätze für Kunststoff?
A: Gewindeeinsätze für Kunststoff sind kleine Gewindebuchsen (oft aus Metall, wie Messing), die Sie in ein Kunststoffteil einbetten können, um ein langlebiges, wiederverwendbares Schraubgewinde zu erhalten. Mit ihnen können Sie Kunststoffteilen starke Gewinde in Maschinenqualität hinzufügen, die sich sonst herauslösen könnten oder zu dünn/schwach für Standardgewinde von Schrauben und Bolzen sind.
F: Warum sollten beim 3D-Druck Gewindeeinsätze verwendet werden?
A: Sie verleihen Ihren 3D-gedruckten Teilen ein viel stärkeres und langlebigeres Gewinde für Bolzen oder Schrauben als Kunststoff allein. In der Praxis ermöglichen Einsätze eine höhere Anzugskraft und halten wiederholter Montage stand, ohne dass sich die Gewinde abnutzen. Dies ist ideal für Gehäuse oder Teile, die Sie häufig auseinandernehmen müssen.
F: Sind Gewindeeinsätze zuverlässiger als gedruckte Gewinde?
A: Ja — eine Messingeinlage für Kunststoff ist im Allgemeinen viel zuverlässiger als direkt in das Grundmaterial eingedruckte Gewinde. Bedruckte Kunststoff- oder Harzfäden neigen dazu, sich nach einer Reihe von Anwendungen abzunutzen oder abzuziehen, wohingegen Messingeinsätze solide Metallfäden bieten, die Belastungen und wiederholtem Gebrauch standhalten.
F: Welche Kunststoffe eignen sich am besten für Gewindeeinsätze?
A: Bei den meisten gängigen thermoplastischen Kunststoffen für den 3D-Druck können Einsätze verwendet werden, aber robustere, hitzebeständige Kunststoffe wie ABS, PETG, Polycarbonat oder Nylon liefern in der Regel die besten Ergebnisse in Bezug auf die Leistung. Wenn Sie nach einer kostengünstigen Prototyping-Option suchen, ist PLA dank seiner Flexibilität beim 3D-Druck ebenfalls eine fantastische Wahl. Denken Sie daran, das für Ihr Projekt geeignete Material auszuwählen.
F: Können Sie Gewindeeinsätze in PLA einsetzen?
A: Ja — es ist üblich, Heatset-Einsätze für PLA-Drucke zu verwenden. Sie müssen nur vorsichtig mit der Hitze umgehen (etwa 220-230 °C für das Bügeleisen), damit die Einlage darin schmilzt, ohne das umgebende PLA zu verziehen.
F: Welche Lochgröße benötige ich für einen M3-Heatset-Einsatz aus PLA?
A: Für einen Standard-Heatset-Einsatz aus M3-Messing ist ein Loch mit einem Durchmesser von 4,2 mm (und einer Tiefe von 6 mm) ideal. Denken Sie daran, immer die Produktspezifikation zu überprüfen. Diese Größe sorgt für eine gute Passform. Wenn Sie die Einlage erhitzen, schmilzt sie mit dem PLA und bleibt fest verankert. Hilfreich ist, dass wir für alle unsere Einsätze Bauteilzeichnungen und Modelle zur Verfügung haben. Schauen Sie also vor dem Drucken unbedingt in Ihrer Modellierungssoftware nach!
F: Wie setzt man Gewindeschraubeinsätze ein, ohne dass der Kunststoff schmilzt?
A: Sie können Einpresseinsätze oder selbstschneidende Einsätze anstelle von hitzefixierten Einsätzen verwenden, um ein Schmelzen des Kunststoffs zu vermeiden. Diese sind so konzipiert, dass sie in ein Loch mit der richtigen Größe gesteckt oder eingeschraubt werden können (oft mit Rändelungen oder Gewinden an der Außenseite). Sie halten durch Reibung oder durch Abschneiden ihrer eigenen Gewinde an Ort und Stelle, vor allem, wenn Sie zur Sicherheit noch etwas Klebstoff hinzufügen.
F: Sind Gewindeeinsätze für Kunststoffdrucke geeignet?
A: Ja, Sie können Einsätze für Harzdrucke (SLA/DLP) verwenden, aber Sie können sie im Allgemeinen nicht thermofixieren, da das Harz bei Hitze nicht weich wird. Stattdessen würden Sie eine selbstschneidende oder eine expandierende Einlage verwenden — im Prinzip eine Kaltinstallation, da Harzdrucke duroplastisch sind und statt einer eingeschmolzenen Einlage eine eingepresste oder eingeklebte Einlage benötigen.
F: Worin besteht der Unterschied zwischen hitzefixierten Einsätzen und Einpresseinsätzen?
A: Thermofixierte Einsätze werden eingebaut, indem die Wendeschneidplatte erhitzt wird (mit einer Heißpresse oder einem Ultraschallwerkzeug), sodass sie mit dem Kunststoff verschmilzt. Sobald der Kunststoff abgekühlt ist, wird der Einsatz verriegelt, sodass eine sehr starke Verbindung entsteht. Einpresseinsätze (auch als Push-In - oder Kalteinsätze bezeichnet) werden nicht erhitzt. Sie drücken oder klopfen Sie sie einfach in ein leicht zu großes Loch, und sie halten durch Reibung fest und ihre gerändelte Oberfläche beißt in den Kunststoff.