Stampa 3D di filettature e aggiunta di inserti filettati a parti stampate in 3D (con video)

Gli inserti a espansione sono di forma cilindrica e presentano una lieve rastremazione e zigrinatura sulle superfici esterne. Durante la fase di progettazione, integra nella parte un'estrusione con profondità e diametro basati sulle specifiche dell'inserto. Esegui la stampa e la post-elaborazione della parte come di consueto, seguendo i normali passaggi per la post-elaborazione SLA o SLS, facendo attenzione a non lasciare materiale in eccesso nella cavità e installa l'inserto con un semplice incastro a pressione. Quando si inserisce una vite, questa eserciterà una pressione che farà aderire la superficie zigrinata al materiale stampato circostante, generando un forte attrito.

Suggerimento per l'utilizzo di inserti a espansione con parti realizzate tramite stampa 3D SLA: lava la parte come di consueto, inserisci l'inserto a espansione, installa una vite ed esegui la polimerizzazione post-stampa della parte con la vite in posizione. Lasciare questo passaggio per ultimo riduce la possibilità che l'espansione dell'inserto provochi la rottura del materiale circostante.

Gli inserti filettati termoindurenti sono progettati per essere installati all'interno delle termoplastiche utilizzando una saldatrice e una punta di installazione. Possono essere anche incollati all'interno di materiali termoindurenti, come le parti SLA. 

Segui le istruzioni di installazione del prodotto specifico per l'installazione all'interno di parti in termoplastica (ad esempio quelle stampate con le polveri SLS) Il processo classico consiste nell'utilizzare una saldatrice, con o senza attacchi speciali, per riscaldare l'inserto, il quale trasmette il calore alla plastica circostante. Il materiale circostante si ammorbidisce e, facendo pressione con la saldatrice, è possibile spingere delicatamente l'inserto all'interno della parte stampata. Prima di installare una vite, è necessario attendere che il materiale si raffreddi e riacquisti resistenza.

Per l'installazione su parti realizzate in materiali termoindurenti (ad esempio stampate con le resine SLA), è possibile utilizzare un collante per tenere in posizione l'inserto termoindurente. Diversamente dall'installazione tradizionale, assicurati di progettare l'estrusione in modo che corrisponda al diametro più largo dell'inserto e di utilizzare uno strato di colla cianoacrilica o di resina epossidica per mantenerla in posizione una volta installata. Prima di installare una vite, attendi che la colla si sia completamente asciutta.

Nota: nella parte realizzata con la stampa 3D SLS fotografata per questo articolo, l'estrusione è dimensionata per l'incastro a pressione, come consigliato per le plastiche termoindurenti. Questo metodo funziona anche con le parti in termoplastica, con una goccia di colla o di resina epossidica, che però non avranno la stessa presa di un'installazione con materiali termoindurenti.

Sebbene sia necessario un ulteriore passaggio di saldatura o incollaggio, gli inserti filettati termoindurenti per parti SLS e SLA offrono una maggiore sicurezza e resistenza rispetto a quelli a espansione. Con entrambi i metodi, sono un'ottima opzione per ottenere un po' più di sicurezza e resistenza rispetto agli inserti a espansione, anche se il passaggio aggiuntivo e l'attrezzatura possono risultare scomodi.

Un altro metodo per ottenere un contatto metallo su metallo è quello di progettare una fessura o un'estrusione che fissino saldamente un dado all'interno della parte stessa. È possibile utilizzare dadi esagonali o quadrati e persino dadi di bloccaggio. Esistono numerose varianti di design per questo metodo. L'importante è assicurarsi che la fessura o l'estrusione siano facilmente accessibili (che non si trovino, ad esempio, in una superficie interna), in modo che il dado possa essere installato. Per una maggiore sicurezza, si può applicare una goccia di colla cianoacrilica per tenere il dado in posizione.

Utilizzare un maschiatore appositamente progettato per la plastica è un modo semplice ed economico per aggiungere le filettature alle parti stampate in 3D. Non richiede complicazioni in fase di progettazione e la maggior parte delle officine che lavora con la plastica dispone già delle attrezzature necessarie.

Le viti autofilettanti possono essere inserite in un dettaglio negativo senza effettuare alcun lavoro di preparazione della parte. Segui le linee guida dell'azienda produttrice per le dimensioni delle estrusioni. 

Si consiglia di utilizzare questo metodo con materiali duttili o con un elevato grado di allungamento. La Nylon 11 Powder e la Nylon 12 Powder di Formlabs sono entrambe adatte a questo scopo, così come le resine SLA della famiglia Tough e Durable di Formlabs. I materiali fragili o quelli con un grado di allungamento ridotto (come le resine SLA della famiglia Rigid di Formlabs) potrebbero rompersi se utilizzati con viti autofilettanti, pertanto è necessario prestare attenzione e indossare protezioni per gli occhi quando si utilizzano questi materiali.