Крышка, которая не закрывается, защёлка, которая ломается при первой сборке, вал, который болтается в отверстии, — почти всегда дело не в принтере, а в зазорах, которые не заложили в модель. В CAD-программе размеры идеальны, а пластик ведёт себя иначе. Рассказываем, какие зазоры закладывать для разных соединений и как спроектировать защёлки, резьбу и петли, которые работают с первого раза.
Почему нельзя рисовать «в ноль»
FDM-принтер кладёт линию пластика шириной около 0,4 мм. Расплав немного растекается, внешние размеры вырастают на 0,05–0,15 мм, а отверстия становятся меньше. Добавьте сюда усадку при остывании и шаг слоя по высоте — и две детали, нарисованные точно друг под друга, просто не соберутся.
Поэтому зазор закладывают сразу в модель: внутреннюю деталь делают меньше или отверстие — больше.
Сколько закладывать
- 0,1–0,15 мм на сторону — тугая посадка. Деталь вставляется с усилием и держится трением: заглушки, втулки, запрессовка подшипника.
- 0,2–0,3 мм на сторону — скользящая посадка. Крышки коробок, выдвижные элементы, детали, которые нужно снимать руками.
- 0,4–0,5 мм на сторону — свободная посадка. Оси петель, вращающиеся колёса, механизмы, напечатанные сразу в собранном виде.
Цифры ориентировочные: для фотополимера зазоры можно уменьшить вдвое, для TPU — увеличить. Если посадка критична, напечатайте сначала тестовый образец — кольцо и штырь с разными зазорами — и выберите подходящий.
Защёлки
Защёлка работает за счёт упругого изгиба консоли с зацепом на конце. Чтобы она не сломалась:
- Печатайте консоль вдоль слоёв. Если защёлка изгибается поперёк слоёв, она лопнет по шву.
- Делайте её длиннее, а не толще. Деформация распределяется по длине. Короткая толстая консоль ломается, длинная тонкая — пружинит.
- Скругляйте основание. Острый внутренний угол у корня консоли концентрирует напряжения — там она и треснет.
- Выбирайте материал. PETG и нейлон прощают многократные защёлкивания, PLA жёсткий и при частой сборке устаёт.
Резьба
Крупную резьбу (от М8, трубную, на крышках банок) можно печатать прямо в модели — с профилем, утолщённым на 0,2–0,3 мм зазора. Мелкая метрическая резьба М3–М5 печатается плохо, поэтому есть три надёжных варианта:
- Саморез в пластик. Отверстие чуть меньше диаметра винта, стенки вокруг — от 2 мм.
- Гайка в кармане. Шестигранный карман под гайку с зазором 0,2 мм — дёшево и очень прочно.
- Резьбовая вставка. Латунную вставку вплавляют паяльником в отверстие нужного диаметра. Выдерживает многократную сборку — лучший вариант для корпусов.
Петли и механизмы «в сборе»
FDM умеет печатать подвижные механизмы сразу собранными: петли, шарниры, шестерни, цепочки. Секрет — зазор не меньше 0,4 мм между подвижными частями и отсутствие поверхностей, которые печатаются друг на друге без промежутка: иначе они сварятся. Первые движения после печати обычно тугие — механизм надо разработать руками.
Как не ошибиться
- Задавайте зазоры параметром. В Fusion, FreeCAD или КОМПАС заведите переменную «зазор» и используйте её во всех сопряжениях — тогда подстроить посадку можно одной цифрой.
- Печатайте тест. Маленький образец сопряжения стоит копейки и экономит часы на перепечатке большой детали.
- Помните про первый слой. Нижние 0,2–0,3 мм детали обычно чуть шире — эффект «слоновьей ноги». Небольшая фаска по низу сопрягаемой кромки решает проблему.
Детали должны собираться?Загрузите все части — проверим стенки и напечатаем из одного материала.
Рассчитать печатьИсточники
- How to design snap-fit joints for 3D printing — Hubs
- How to design parts for FDM 3D printing — Hubs
- Prusa Knowledge Base: точность размеров
Иллюстрации
- Обложка — Creative Tools, CC BY 2.0
- Три сцепленных кольца с зубьями — механизм, напечатанный целиком — Saul Schleimer and Henry Segerman, CC BY-SA 3.0
FDM-печать пластиком на заказПрочные функциональные детали, корпуса, крепёж и предметы для дома. Пластик в катушках — от простого PLA до гибкого TPU и износостойкого...
Подробнее и цены