Insérer des filetages dans des pièces imprimées en 3D est simple. Avoir la capacité de fixer d'autres éléments ou pièces à des objets imprimés en 3D ajoute beaucoup de valeur à vos impressions. Plusieurs options sont disponibles. Les filetages peuvent être conçus directement dans les pièces et formés pendant le processus de fabrication additive. Cette méthode nécessite le moins de post-traitement, mais elle comporte son lot de défis de conception que nous aborderons en détail plus tard. Une autre option consiste à créer un trou du bon diamètre et à utiliser un outil de taraudage pour usiner des filetages dans le plastique de votre objet imprimé en 3D. Bien que cette méthode prenne plus de temps, elle donne des filetages plus propres et ne nécessite toujours pas de matériel externe. Si vous êtes d'accord pour ajouter du matériel externe et que vous voulez une option filetée qui nécessite un post-traitement minimal et un filetage durable, insérer un écrou encastré dans une poche est une excellente alternative. Cette méthode donne des filetages qui peuvent supporter de nombreux cycles de démontage et de remontage. Enfin, pour le filetage le plus solide et le plus durable, vous pouvez installer un insert thermosoudé. Nous discuterons plus en détail de toutes ces options dans les paragraphes suivants.

il est préférable de concevoir entièrement votre propre géométrie de filetage plutôt que d'utiliser des outils de filetage cosmétique ou d'autres outils de filetage qui peuvent être fournis par votre logiciel. Ces outils peuvent créer une approximation de filetages et ne pas vous fournir la géométrie appropriée pour garantir que votre fixation se visse en douceur dans le filetage imprimé. En général, une simple courbe en hélice couplée à une coupe balayée ou une extrusion de la bonne géométrie fera l'affaire. Assurez-vous de rechercher la bonne géométrie de filetage pour le type et la taille de fixation prévus. Les tailles inférieures à M3 peuvent ne pas être aussi propres que les tailles M3 ou plus grandes, ou leurs équivalents impériaux (4-48 ou plus). Les angles de filetage typiques résultent en un surplomb de 60 degrés. Étant donné que les filetages internes ne dépassent pas significativement du corps principal de la pièce, ces filetages s'imprimeront encore proprement même s'ils enfreignent la règle des "45 degrés".

Avantages

• Aucun post-traitement ou autre outil n'est requis.
• Pas besoin de matériel supplémentaire

Désavantages

• La géométrie du filetage doit être conçue en CAO
• Les filetages imprimés peuvent être trop lousse ou trop serrés.
• Limitation dans l'orientation du trou fileté.

Cette méthode fonctionne bien uniquement pour les filetages dont l'axe est aligné avec l'axe vertical (axe Z) de l'objet imprimé. Bien qu'il soit possible d'imprimer des filetages dans d'autres orientations, les filetages ne seront pas aussi propres en raison de l'affaissement du plastique imprimé au-delà d'un surplomb de 60 degrés.

Si un petit excès de plastique est présent ou si la géométrie réelle du filetage imprimé diffère légèrement de la géométrie des fichiers CAO ou STL, vous pouvez toujours résoudre les problèmes en utilisant un outil de taraudage pour nettoyer les trous avant d'insérer votre vis.

Vous pouvez tarauder des filetages directement dans un trou cylindrique imprimé. Recherchez la taille de trou ou de perçage appropriée nécessaire pour l'opération de taraudage de la taille de vis recommandée que vous utiliserez. Ensuite, vous devez simplement insérer un trou dans votre modèle 3D aux dimensions appropriées à l'emplacement du futur filetage.

Avantages

• Pas besoin de concevoir la géométrie du filetage en CAO.
• Géométrie du filetage parfaite
• Pas besoin de matériel supplémentaire

Désavantages

• Requiert des outils additionnel et du temps de post-traitement

Bien que ce ne soit pas nécessaire, vous pouvez choisir de concevoir le trou légèrement sous-dimensionné et de le percer aux bonnes dimensions avant de le tarauder si vous souhaitez garantir que la procédure de taraudage se déroule bien et résulte en une géométrie de filetage parfaite.

Une méthode alternative de fixation consiste à utiliser un écrou fileté à l'intérieur d'une poche. Les écrous peuvent être trouvés en géométrie hexagonale, carrée ou rectangulaire. Parce qu'une plus grande surface est en contact avec le plastique, une géométrie rectangulaire offre la meilleure résistance à l'arrachement et au dévissage. Cela est encore plus vrai pour les écrous qui ont des coins pointus plutôt que des coins arrondis. Les écrous carrés offrent également une meilleure résistance à la déchirure par rapport aux écrous hexagonaux, bien que pas autant que les écrous rectangulaires. Les 14 images ci-dessous illustrent différents scénarios.

Un avantage supplémentaire des écrous carrés et rectangulaires est qu'ils permettent de les positionner dans plus d'orientations que les écrous hexagonaux, comme vous pouvez le voir sur les modèles ci-dessus. En raison de l'affaissement, l'impression de fentes hexagonales de manière à ce que l'angle de surplomb soit de 60 degrés risque de résulter en une fente trop étroite pour accueillir correctement un écrou.

Si, lors de la conception, une limitation géométrique oblige à placer un trou au-dessus de la fente où un écrou est inséré, un conseil est d'ajouter une fine membrane dans le plan horizontal, d'une ou deux couches d'épaisseur, qui sera pontée au-dessus de la fente. Cela permet d'imprimer facilement le trou de plus petit diamètre au-dessus de la membrane de pontage. Cette membrane peut ensuite être retirée en la perçant ou en la poinçonnant avec la vis.

Exemple d'une fine membrane

Avantages

• Pas besoin de faire la conception du filetage en CAO
• Filetage durable et réutilisable
• Pas besoin d'outils additionnels
• Pas beaucoup de temps de post-traitement

Désavantages

• Éléments de fixation additionnel requis

Bien que cela nécessite un outil supplémentaire, si le trou imprimé résulte en une géométrie trop petite ou présente un excès de matériau dû à un surplomb affaissé, vous pouvez utiliser un fer à souder pour presser et faire fondre le plastique autour de l'écrou lorsque vous l'insérez en place.

Alternativement, si vous souhaitez un filetage plus solide ou si le trou est légèrement trop grand, ajouter une époxy ou une colle qui lie à la fois le métal et le plastique utilisé pour votre pièce est une option. Assurez-vous que l'adhésif utilisé résiste également à l'humidité, à la température et aux produits chimiques auxquels vos pièces seront exposées!

Les inserts thermofixés sont généralement fabriqués en laiton avec une géométrie externe nervurée ou moletée et une géométrie interne filetée. Ils existent en toutes tailles, longueurs et géométries. Le choix de l'insert à utiliser dépend de vos besoins en force de dévissage, en résistance à l'arrachement et en longueur de vis requise. Les inserts thermofixés nécessitent simplement un trou de la bonne taille à insérer dans le modèle imprimé en 3D. Les dimensions exactes du trou sont spécifiées dans la fiche technique de l'insert fileté utilisé. Certains trous peuvent nécessiter un chanfrein. Il suffit de chauffer un fer à souder à 300-350°C, de placer l'insert sur la pointe et de l'insérer lentement dans le trou. Vous pouvez utiliser un objet plat pour redresser et niveler l'insert avant que le plastique fondu ne se resolidifie. Le plastique fond et se répand autour de la géométrie externe de l'insert. Cela résulte en l'option de filetage la plus solide à la fois en résistance à l'arrachement et au dévissage pour une taille de vis donnée.

À titre de démonstration, nous avons conçu et imprimé un boîtier sur mesure à joint étanche qui pourrait contenir un composant électronique sensible dans un environnement humide. Le joint d'étanchéité en élastomère imprimé en 3D sur mesure est comprimé sous la force des vis.

Avantages

• Option de filetage la plus resistante
• Filetage durable et réutilisable
• Pas besoin de concevoir la géométrie du filetage en CAO.

Désavantages

• Éléments de fixation additionnel requis
• Requiert des outils additionnel et du temps de post-traitement

Bien qu'une pointe de fer à souder standard puisse fonctionner, il est recommandé d'obtenir une pointe spécialement conçue pour insérer l'insert de la bonne taille que vous essayez d'installer sur votre pièce imprimée.

Si vous avez beaucoup d'inserts à installer, vous pourriez également envisager d'investir dans la construction d'une presse à inserts thermofixés personnalisée pour maintenir votre fer à souder perpendiculaire à votre plan de travail, permettant ainsi une série d'insertions rapides et propres.

Avec toutes ces méthodes de conception, il est recommandé d'avoir au moins 3 épaisseurs de parois (coques) ainsi qu'un remplissage d'au moins 25 %. Par exemple, vous devriez sélectionner le paramètre standard lorsque vous passez une commande via notre moteur de devis automatisé. Plus la paroi est épaisse, plus elle est solide. Cela est dû au fait qu'une paroi plus épaisse autour du filetage supportera plus de couple et de force d'arrachement de la vis. Cela est particulièrement vrai si vous choisissez de tarauder le filetage directement dans le plastique à partir d'un trou. Le processus de taraudage enlèvera une partie du matériau de la paroi, laissant des parois plus fines derrière. Vous pouvez spécifier les trous taraudés et l'épaisseur de paroi souhaitée dans les notes lors de la commande via notre plateforme de commande en ligne.

L'un des plus grands avantages de l'impression 3D est la capacité d'imprimer plusieurs versions d'un modèle avec de légères modifications à un coût beaucoup plus bas que les autres technologies de fabrication. Ainsi, imprimer la sous-section de vos pièces contenant la géométrie filetée pour déterminer la méthode de fixation exacte et la géométrie avant d'imprimer la version finale de votre modèle pourrait valoir l'investissement. Plus important encore, la nature anisotrope de l'impression 3D peut rendre le calcul du point de rupture et la prédiction du mode de défaillance difficiles. Ces propriétés peuvent ne se révéler qu'en testant votre choix de matériau, de filetage et de fixation avec quelques échantillons.