Pro zákazníky
Články
Vytvoření spolehlivého, mechanicky odolného a opakovaně rozebíratelného spoje představuje v aditivní výrobě jednu z největších konstrukčních výzev. Přímé řezání závitů závitníkem do tištěného plastu nebo modelování závitů přímo v CAD softwaru vede k produkci spojů s minimální únosností, které při dynamickém namáhání nebo opakované montáži fatálně selhávají (dochází ke stržení profilu). Průmyslovým standardem pro funkční díly je proto integrace mosazných závitových vložek aplikovaných teplem (Heat-set inserts).
Potřebujete díly připravené pro finální montáž?
Neztrácejte čas manuálním zálisováním vložek pomocí ruční páječky, které často končí nepřesnou osou závitu nebo zničeným dílem. Naše výroba dodává tištěné komponenty (od krytů elektroniky po montážní přípravky) s již integrovanými, strojně zálisovanými závity s garantovanou tolerancí kolmosti a maximální výtažnou silou.
Zakázková výroba dílů s integrovanými závitovými vložkami
Mosazné závitové vložky určené pro termoplasty disponují specifickým vnějším profilováním (rýhováním a drážkami). Proces zálisování využívá řízeného přenosu tepla z instalačního nástroje do mosazné vložky a následně do okolního polymeru.
Jakmile teplota na rozhraní překročí bod tání plastu (případně teplotu skelného přechodu u některých materiálů), polymer lokálně změkne a vložka je za pomoci mírného axiálního tlaku zatlačena do předem připraveného otvoru. Tekutý plast zateče do protisměrného rýhování vložky. Po rychlém zchladnutí vznikne mechanický zámek, který nabízí extrémní odolnost vůči dvěma kritickým silám:
Pro dosažení maximální pevnosti spoje musí konstruktér definovat správnou geometrii otvoru již ve fázi CAD návrhu. Přesné hodnoty se liší dle dodavatele vložek (např. Ruthex, CNC Kitchen), obecně však platí následující inženýrská pravidla:
Otvor vytištěný v plastu nesmí mít stejný průměr jako vnější průměr vložky. Průměr otvoru musí být o něco menší, aby měl natavený plast kam zatéct. Optimální design otvoru má mírný kónický tvar (úkos), který usnadňuje počáteční centrování vložky. Spodní část otvoru by měla odpovídat vnitřnímu průměru rýhování, vrchní část by měla být o 0.2–0.4 mm širší pro usnadnění zavedení.
Kolem vložky musí být dostatečný masiv plastu, aby absorboval teplo a poskytl mechanickou oporu. Minimální tloušťka stěny kolem otvoru by měla činit 1.5 až 2násobek průměru instalovaného šroubu (např. pro vložku M3 je doporučena minimální stěna plastu 2.5 mm ve všech směrech). Příliš tenká stěna se při tepelné instalaci zdeformuje nebo vyboulí ven.
Hloubka slepého otvoru v CAD modelu musí být minimálně o 1 až 2 mm hlubší, než je celková délka mosazné vložky. Během tavení dochází k vytlačování přebytečného plastu pod vložku. Pokud by byl otvor příliš mělký, plast by vložku vytlačil zpět nahoru nebo by znemožnil zašroubování finálního šroubu až do konce závitu.
Kritickým parametrem pro úspěšnou integraci je teplota instalačního nástroje. Pokud je teplota příliš nízká, dochází ke vtlačování vložky do pevného plastu za studena, což vyvolá vnitřní pnutí a následné prasknutí dílu. Pokud je teplota příliš vysoká, plast degraduje, pění a ztrácí strukturální pevnost.
Doporučené instalační teploty pro běžné inženýrské plasty:
Poznámka pro průmyslovou praxi: Pro malosériovou výrobu se využívají termální lisy s vertikálním vedením, které zaručují absolutní kolmost instalace vůči tiskové rovině.
Aplikace závitových vložek vyžaduje procesní kontrolu. Následující tabulka definuje nejčastější defekty a jejich nápravu.
| Defekt po zálisování | Fyzikální příčina problému | Technologické řešení / Úprava CAD |
|---|---|---|
| Plast vytekl do vnitřního závitu vložky | Otvor v CADu byl příliš úzký, nebo byl tlak při zálisování aplikován příliš rychle (plast nestihl obtéct vložku). | Zvětšit průměr otvoru v CADu o 0.2 mm. Používat výhradně hroty určené pro Heat-set, které zamezují vniknutí plastu dovnitř. |
| Vložka je nakřivo (Mimo kolmou osu) | Byla použita manuální páječka bez vodicího ramene, nebo otvor postrádal úvodní kónické centrování. | Přidat do CAD modelu 0.5 mm sražení hrany (Chamfer) na vstup otvoru. Pro produkci použít stojanový termální lis. |
| Prasknutí plastu kolem otvoru během instalace | Příliš nízká instalační teplota (plast nebyl nataven, došlo k roztlačování za studena) nebo příliš tenká okolní stěna. | Zvýšit teplotu instalačního hrotu o 15 °C. Zesílit perimetry kolem otvoru ve sliceru nebo zvětšit masiv v CAD modelu. |
| Vložka se protáčí při utahování (Nízký Torque-out) | Přehřátí okolního plastu vedlo k jeho degradaci (varu), čímž ztratil mechanickou pevnost. Nebo málo perimetrů kolem otvoru. | Snížit teplotu instalace. Ve sliceru nastavit v místě otvorů 100% výplň nebo zvýšit počet stěn (perimetrů) minimálně na 4. |
Navrhujete sofistikované kryty senzorů, svorkovnice nebo upínací přípravky, které musí vydržet opakovanou údržbu a montáž? Neomezujte své konstrukční možnosti limity tištěných závitů. V rámci naší zakázkové výroby dodáváme plně zkompletované díly. Vyrobíme komponenty z vysokovýkonných plastů (PC, PA-CF) a na přesných termálních lisech integrujeme mosazné závity dle vaší specifikace. Získáte díl s tolerancemi a pevností srovnatelnou se vstřikovanými plasty.Nahrát CAD model a poptat výrobu dílů s instalovanými závity