Neuer Bericht über Gewindeeinsätze für 3D-gedruckte Produkte veröffentlicht

TechRound-Team 22. August 2022

Der führende 3D-Druckspezialist 3D People hat einen Bericht über die mechanische Leistung von Gewindeeinsätzen veröffentlicht, um Ingenieure während des gesamten Designprozesses weiter zu unterstützen.

Konstrukteure verwenden häufig Gewindeeinsätze, um die Wiederholbarkeit, Konsistenz und Zuverlässigkeit von Befestigungselementen in 3D-gedruckten Teilen zu optimieren. Sie tragen dazu bei, die Lebensdauer eines Produkts zu verlängern, da sie aufgrund ihrer Haltbarkeit ein wiederholtes Ein- und Ausdrehen von Schrauben ermöglichen, ohne das Bauteil zu beeinträchtigen. Und da Einsätze in metrischen Gewindegrößen erhältlich sind, sind sie mit handelsüblichen Komponenten kompatibel, was den Zeitaufwand für die Vorbereitung von 3D-Dateien mit Gewinde reduziert.

Felix Manley, Mitbegründer von 3D People, sagte: „Unser Ziel ist es, den 3D-Druck als Herstellungsverfahren für Endverbrauchsteile zugänglicher zu machen.“ Mit unserer Forschung tiefer in die Verwendung von Befestigungselementen einzutauchen, war ein logischer Schritt, um Ingenieuren und Designern dabei zu helfen, ihr Wissen über die Standardisierung, Integration und Montage von 3D-gedruckten Produkten zu verbessern.“

In der Studie wurden Einsätze mit unterschiedlichen metrischen Bezeichnungen in den 3D-gedruckten Kunststoffmaterialien getestet, die das Unternehmen anbietet. Zugkraft, Drehmomentfestigkeit und Robustheit der Einsätze wurden mit PA12-Nylon, Onyx, PLA und PETg sowie metrischen Gewinden (M2 M2,5 M3 M4) gemessen. Die Zugfestigkeit wurde mit einem Ankerprüfgerät geprüft, indem die axiale Kraft gemessen wurde, die erforderlich ist, um den Einsatz aus dem Kunststoffbauteil herauszuziehen. Um die Zuverlässigkeit von Gewindeeinsätzen bei wiederholter Belastung im Laufe der Zeit anzuzeigen, wurde ihre Robustheit durch Be- und Entlasten eines eingebauten Einsatzes gemessen. Die Drehmomentstärke wurde durch Analyse der Drehkraft berechnet, die erforderlich ist, um den Einsatz aus seiner Position zu lösen.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass PLA (FDM) bei allen Gewindegrößen die höchste Zugfestigkeit aller Materialien aufweist und aufgrund der spröden Eigenschaften des Materials bei Scherung versagt. Die anderen Materialien (PA12-Nylon, Onyx und PETg) sind duktiler und langlebiger und eignen sich daher besser für Endverbrauchskomponenten. Aufgrund dieser Eigenschaften kann sich das Material jedoch um die Aussparungen der Schrägverzahnung biegen und die Einsätze lassen sich mit weniger Kraft herausziehen. Im Allgemeinen zeigten leistungsstarke linke und rechte Spiraleinsätze eine hohe Leistung bei Zugtests, Einsatzrobustheit und Drehmomentfestigkeitstests.

Sasha Bruml, Mitbegründerin, fügte hinzu: „Für den Designer ist es wichtig, die Grenzen eines Befestigungselements zu kennen, um sicherzustellen, dass sein Produkt innerhalb der Parameter seiner Anwendung funktioniert. Unser Bericht informiert den Designer über die Leistung, die er bei der Integration von Gewindeeinsätzen in 3D-Druckprodukte erwarten kann.“

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