Maîtriser les fils d'impression 3D :un guide complet du débutant

Les vis et les filetages comptent parmi les fixations les plus populaires au monde car ils permettent un assemblage pratique dans plusieurs assemblages complexes. Pour les pièces imprimées en 3D, les filetages sont un élément important qui peut permettre l'utilisation de vis et de fixations disponibles dans le commerce. Cependant, l'impression 3D de fils et leur intégration dans la conception peuvent être un défi sans le bon processus.

Cet article passe en revue les bases des fils imprimés en 3D et discute des meilleures pratiques qui fournissent des résultats cohérents sans aucune complexité supplémentaire.  

Les avantages de l'utilisation de l'impression 3D pour les fils

Avant de passer aux détails des fils imprimés en 3D, il est important de faire la lumière sur les raisons pour lesquelles l'industrie préfère les utiliser.

Autoriser la conception complexe

Premièrement, les fils d'impression 3D permettent de créer même les conceptions les plus complexes car la technologie ne présente que quelques limites. De même, d'autres méthodes telles que l'usinage et le moulage présentent plusieurs problèmes, des défauts matérialistes internes et d'autres problèmes de qualité lors de la création de formes complexes et intégrées.

Cependant, les imprimantes 3D construisent les pièces directement en couches, ce qui permet une meilleure flexibilité et de meilleures performances. De plus, les filetages de vis imprimés en 3D ne doivent pas toujours être en surface comme les autres méthodes de fabrication. Ils peuvent être cachés au milieu ou dans d'autres zones où il est extrêmement difficile d'ajouter des fils de discussion en utilisant d'autres méthodes.

Avoir une finition lisse

En plus des avantages susmentionnés, un autre avantage des fils d'impression 3D est la finition de surface. De plus, ces surfaces sont assez lisses et nécessitent peu ou pas de post-traitement. De plus, d'autres processus comme le moulage et l'usinage nécessitent des ressources importantes pour préparer la pièce par le biais de meulage, de tournage et d'autres opérations. Cependant, le processus devient différent dans le cas de la fabrication additive où aucun post-traitement supplémentaire n'est nécessaire une fois la pièce terminée.

Fils imprimés avec précision

De plus, un autre avantage de l’utilisation d’imprimantes 3D est la précision, la cohérence et la haute tolérance. Certaines applications exigent tout cela en raison de leur sensibilité et l'utilisation de l'impression 3D semble être la seule réponse viable.

Option rentable

Un autre avantage de l'utilisation de filetages de vis et d'autres pièces imprimés en 3D est la rentabilité des installations à petite échelle. De plus, l'utilisation de l'impression 3D pour le prototypage est l'une des phases les plus importantes de tout projet de conception, et l'utilisation de l'usinage traditionnel ou d'autres méthodes peut consommer beaucoup de temps et de ressources. L'utilisation de l'impression 3D peut permettre d'économiser du temps et des ressources importantes, ce qui facilite les itérations multiples et aide à optimiser les conceptions pour améliorer les performances globales du projet.

Termes de conception pour les fils d'impression 3D

Avant de passer à l'incorporation de filetages internes et externes dans une conception d'impression 3D, il est important de discuter de certains des termes de conception les plus courants que toute personne associée au domaine devrait connaître.

TermeDescriptionThreads externes ou internesLa seule différence entre ces threads est leur emplacement. Les fils internes restent à l’intérieur de la surface et ne sont pas visibles. Les fils extérieurs restent cependant en surface. Les boulons et les écrous sont l'exemple parfait de celui où les filetages du boulon sont externes tandis que les écrous ont des filetages internes. Pas Cela fait référence à la distance entre les deux points adjacents sur une vis. Diamètre majeur Le diamètre total de la vis commence de l'extrémité la plus éloignée de la vis jusqu'au centre de la vis. De plus, on l'appelle également diamètre de racine. Axe du filetage La ligne imaginaire passe par le centre du cylindre dans une vis. Racine La rainure intérieure de la vis s'étend autour de la surface filetée. Crête Le point le plus élevé de la vis qui est le plus éloigné du centre. Tête La tête fait référence à la zone exposée la plus haute de la vis qui est utilisée pour faire tourner la vis. Les profils triangulaires ou hexagonaux sont parmi les plus courants.  ConiqueCertains fils ne restent pas en ligne droite avec des crêtes adjacentes parallèles les unes aux autres. Ils ont à la place un filetage conique qui contribue à fournir une adhérence et une étanchéité plus serrées. Fil grossier et finCela fait référence à la distance entre les filetages. Plus les fils sont fins, plus le nombre de fils par unité de distance est grand. De même, les filetages grossiers sont à l'opposé et ont un nombre de filetages inférieur par distance. Fils métriques Les filetages métriques ont une distance cartographiée en unités SI.

Guide de conception pour les fils d'impression 3D

L’intégration d’une conception filetée dans n’importe quelle conception d’impression 3D nécessite une précision minutieuse. Cependant, comme indiqué précédemment, le processus est plus flexible et intuitif par rapport aux autres méthodes traditionnelles utilisées par l'industrie.

Progiciel

La première question sur les pièces filetées concerne le logiciel à utiliser. Existe-t-il un logiciel spécial pour les pièces filetées ? La réponse est non. Les concepteurs peuvent incorporer des fils ou toute autre fonctionnalité dans une pièce d'impression 3D avec le même progiciel. Par exemple, une personne utilisant Fusion 360 ou SolidWorks n'aura pas besoin de passer à un autre programme.

De plus, les bases sont plus importantes. Toute personne connaissant les terminologies de base, leurs effets et les exigences globales du projet ajouterait facilement les fils de discussion dans le fichier de conception à l'aide de fonctions très simples et faciles à utiliser. Quel que soit le logiciel, la fonction de base pour créer des pièces filetées reste la même. Cependant, les étapes diffèrent légèrement selon que le filetage externe ou interne est nécessaire.

Fils externes

• Dessinez un cercle de diamètre égal au grand diamètre du fil
• Utilisez la fonction d'extrusion pour créer un cylindre de la longueur requise
• Cette étape est un peu différente selon le logiciel. Recherchez l'option permettant de créer des fils de discussion dans l'onglet correspondant. Ajoutez tous les détails comme le pas et le petit diamètre et exécutez la fonction pour créer le filetage.

Fils internes

• Dessinez un hexagone de la même taille que les fils
• Extruder la forme à la longueur requise
• Créez un trou au centre et définissez le diamètre comme diamètre principal du filetage
• Sélectionnez la surface interne du trou et créez les filetages à l'aide de l'option appropriée du programme
• Cliquez sur la taille du fil et sélectionnez tous les autres paramètres avant de sélectionner OK

Considérations et paramètres d'impression 3D

Le processus pour les fils d'impression 3D est assez simple. Cependant, ce n’est pas toujours facile en raison de plusieurs considérations. Le plus grand facteur limitant est la taille, car il est beaucoup plus difficile d'ajouter des filetages d'un diamètre plus petit.

De plus, la plus petite taille possible pour une configuration dépend des caractéristiques de l'imprimante 3D. Pour des diamètres plus grands, n’importe quelle imprimante 3D peut fonctionner car le fil a suffisamment de temps pour refroidir pendant que la buse est ailleurs. De même, pour les diamètres plus petits, il est toujours préférable de tester l'imprimante 3D au préalable pour éviter tout problème ultérieur.

Outre les caractéristiques de l'imprimante, l'étalonnage et les paramètres sont également importants pour des résultats fiables. Voici quelques directives générales pour garantir la fiabilité et la cohérence des performances de l'imprimante 3D en ce qui concerne les filetages.

• Assurez-vous que l'imprimante et l'extrudeuse sont correctement calibrées
• Définir le niveau du lit de l'imprimante 3D
• Optimisez la conception pour toujours garantir que l'imprimante crée les fils verticalement
• Assurez-vous que les supports ne pénètrent pas dans les filetages. Sinon, il sera difficile de le supprimer
• Utilisez au moins quatre couches verticales avec des parois de 2 mm pour garantir des fils plus solides
• Sélectionnez la densité de remplissage en fonction de l'application, mais ne la réglez en aucun cas en dessous de 25 %

Façons courantes d'ajouter des filetages aux pièces imprimées en 3D

Il existe plusieurs façons d'incorporer des filetages dans une pièce imprimée en 3D. Le meilleur choix dépend de l'application et des exigences du projet. Cependant, les méthodes suivantes sont les plus courantes dans l'industrie.

Fils d'impression

L'impression directe de fils est l'un des moyens les plus efficaces d'incorporer des fils dans un dessin. C'est un moyen idéal car il permet une conception personnalisée et offre une flexibilité maximale aux utilisateurs.

Il existe cependant également quelques limites. Imprimer directement des diamètres plus petits est assez difficile. De même, les filetages ne résistent pas aux cycles d'assemblage et de démontage plus longs, car ils ne seront pas assez solides pour ajouter ou retirer une vis.

De plus, l’impression directe n’est pas une solution viable dans les situations où un certain nombre de copies est nécessaire. Dans de tels cas, les fabricants doivent soit disposer d’imprimantes supplémentaires. Cependant, cela entraîne des coûts élevés.

Utiliser des inserts thermofixés

Il s'agit d'une excellente option car l'impression 3D est plus courante avec des matériaux thermoplastiques et thermodurcis.

Pour les pièces thermoplastiques, l'utilisation d'inserts thermofixés est une option viable car elle utilise la combinaison de chaleur et de pression pour ajouter de manière permanente les filetages à une pièce existante. Le processus est extrêmement simple mais prend du temps car il nécessite un traitement avec un fer à souder et l'attente que la pièce refroidisse.

Pour les pièces thermodurcies, le procédé consiste également à maintenir l'insert avec de la colle. Semblable aux matériaux thermodurcis, ce processus a également un délai d'exécution important car la colle a besoin de temps pour durcir avant l'installation de la vis.

Perçage et taraudage manuels

C’est l’un des moyens les plus rapides et les plus économiques d’ajouter des fils à une conception imprimée en 3D. Les fils offriront une excellente tenue et le matériel nécessaire à leur traitement est simple et facilement disponible dans presque tous les ateliers. Les fils, cependant, ne seront pas trop solides et ils peuvent également augmenter le délai de livraison global car le processus lui-même est manuel.

Combinaison de plusieurs éléments

Enfin, l’approche la plus efficace consiste peut-être à utiliser une combinaison de méthodes. Ajoutez des fils imprimés en 3D dans les zones à accessibilité limitée et l'utilisation de la combinaison des méthodes susmentionnées peut donner les meilleurs résultats. Cependant, le délai de livraison sera également élevé car la plupart de ces méthodes nécessitent des temps de traitement importants.

RapidDirect :le choix idéal pour les filetages et vis d'impression 3D

Qu'il s'agisse de fils d'impression 3D dans un produit ou de test d'un nouvel assemblage de conception pour une application spécifique. Avoir le bon partenaire de fabrication peut faire toute la différence en termes de performances. Par conséquent, RapidDirect est fier de sa longue et fructueuse histoire de fourniture des services de fabrication les plus complets du marché. Notre équipe d'impression 3D expérimentée dispose de toutes les dernières technologies et de l'expertise nécessaire pour travailler avec une longue liste de clients mondiaux pour garantir la cohérence et les performances au prix le plus compétitif.

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