3D プリント部品のねじ切り: 熱の利用方法

3D プリント部品に必須の「機械ビタミン」を混ぜ始めると、その部品の機能をさらに高めることができます。 プリントとネジ、ナット、ファスナー、ピンを組み合わせることで、単に単独でプリントできるものを超えた機能を備えた機構製作のための豊かなエコシステムが得られます。

今日は、私のお気に入りの機能的 3D プリント技術の 1 つである、ヒートセット インサートの追加に関するヒントをいくつか共有したいと思います。 何年も手作業でプラスチック部品に取り付けてきた者として、多くのガイドが一貫した結果を得るために重要なプロセスの詳細を見落としていると思います。

間違えないでください。 すでにいくつかのインサート ガイドが公開されています [1、2]。 （実際、良いジャンプスタートのために、最初にそこを見ることをお勧めします。）しかし、私は何年にもわたって、私がプレートプレステクニックと呼んでいる独自の仕上げ動作（珍しいものや難しいものは何もありません）を追加してきました。一貫性が大幅に向上します。

知識のギャップ (文字通りのギャップもいくつか) を埋めるために、私と一緒に以下に参加して、毎回完璧に装着されたインサートを提供するテクニックを備えたラボにあなたを送り返してください。

ヒートセット インサートは、熱可塑性プラスチックで作られた部品にねじ山を追加するストック部品です。 3D プリントはノズルからプラスチックがにじみ出ることに依存しているため、文字通りすべての 3D プリント材料が熱可塑性プラスチックの定義に適合し、すべて機能します。 マッチング テクニックに関する限り、これらのインサートはお互いのために作られたかのようです。 (残念ながらそうではありませんでしたが、ありがたいことに射出成形プラスチックのおかげでこれらの部品は商品になりました。)

ヒートセットインサートは、取り付け時に周囲の素材を柔らかくすることで機能します。 取り付け後、熱源を取り除くと、この溶融プラスチックがインサートのローレット形状の周囲で再凝固し、所定の位置に保持されます。 このプロセスを熱伝達の観点から考えてみましょう。 取り付け穴はインサート自体よりも小さい（サイズが小さい）ため、インサートを手で力で取り付けることはできません。 むしろ、最初にインサートを加熱し、次にその熱を周囲の材料に伝導して穴を変形させ、インサートのより大きな形状に対応させます。

時間が経つにつれて、熱は挿入ツールから、接触面からインサートを通って、最終的には外側に向かって 3D プリントされた部品に伝わり、そこで放散されます。 部品の挿入に費やす時間が長いほど、熱が部品に伝わる時間が長くなり、周囲の部品領域が変形する可能性があります。 大規模製造では、このプロセスは機械によって行われます。 ただし、私たちの場合は手動でインストールするため、タイミングを念頭に置く必要があります。 最後に、インサートを取り付けるときは、ヒートセット インサート用のスペースを作るために溶融プラスチックを移動させていることを忘れないでください。 移動したプラスチックはどこかに移動する必要があり、通常はインサートの底部で押しつぶされてしまいます。

私たちのツールは高価である必要はありません。 私はインサート「取り付けチップ」と Amazon の手頃な価格の 40W はんだごてを温度制御なしで組み合わせて使用​​しています。 これらの「取り付けチップ」は特に特別なものではありませんが、はんだごてのチップとは異なり、先が細くなっていません。 テーパーのないチップを使用することで、インサート装着後のチップの取り外しが容易になります。

インサートは McMaster-Carr (pn: 92160a115) または Tindie で見つけることができます。 (4-40 および M2.5 インサートに McMaster-Carr のものを使用していることは認めますが、M3、M4、および M5 インサートでも問題なく使用できます。)

以下の理由により、バニラのはんだこて先を使用することは強くお勧めしません。 これらのチップのほとんどは先細になっています。 先細のはんだこて先を使用すると、こて先がインサートに引っかかる危険があります。 金属は加熱すると膨張し、冷却すると収縮することを覚えておいてください。 金属インサートをプリント部品に取り付けると、インサートから部品に熱が放散され、加熱されたインサートがわずかに冷え、コテ先の周囲も収縮します。 その結果、アイロンのチップを引き抜こうとすると、インサートが付いてきます。 このシナリオは中国の指罠に似ていると思います。