掌握 3D 打印线程：综合初学者指南

螺钉和螺纹是世界上最受欢迎的紧固件之一，因为它们可以方便地连接多个复杂的组件。对于 3D 打印零件，螺纹是一个重要元素，可以使用现成的螺钉和紧固件。然而，如果没有正确的工艺，3D 打印螺纹并将其纳入设计可能会是一项挑战。

本文概述了 3D 打印线的基础知识，并讨论了在不增加任何复杂性的情况下提供一致结果的最佳实践。  

使用 3D 打印螺纹的好处

在继续讨论 3D 打印线的细节之前，有必要先阐明为什么业界更喜欢使用它们。

允许复杂的设计

首先，3D 打印线允许创建最复杂的设计，因为该技术只有一些限制。同样，机械加工和铸造等其他方法在创建复杂的集成形状时也存在一些问题、内部物质缺陷和其他质量问题。

然而，3D 打印机直接分层构建零件，从而具有更好的灵活性和性能。此外，3D 打印的螺纹并不总是像其他制造方法那样位于表面。它们可以隐藏在中间或其他很难使用其他方法添加线程的区域。

具有光滑的表面处理

除了上述优点之外，3D 打印线的另一个优点是表面精加工。此外，这些表面非常光滑，几乎不需要后处理。此外，铸造和机加工等其他工艺需要大量资源来通过磨削、车削和其他操作来准备零件。然而，在增材制造的情况下，该过程会有所不同，一旦零件完成，就不需要进一步的后处理。

精密印刷线

此外，使用 3D 打印机的另一个好处是精度、一致性和高容差。一些应用由于其敏感性而需要所有这些，而使用 3D 打印似乎是唯一可行的答案。

经济高效的选择

使用 3D 打印螺纹和其他零件的另一优势是小规模设置的成本效益。此外，使用 3D 打印进行原型制作是任何设计项目最重要的阶段之一，使用传统的加工或其他方法可能会消耗大量的时间和资源。使用 3D 打印可以节省时间和大量资源，从而促进多次迭代并有助于优化设计以提高项目的整体性能。

3D 打印螺纹的设计术语

在继续将内螺纹和外螺纹纳入 3D 打印设计之前，讨论与该领域相关的任何人都应该了解的一些最常见的设计术语非常重要。

术语描述外部或内部线程这些线程之间的唯一区别是它们的位置。内螺纹保留在表面内并且看不见。然而，外螺纹仍保留在表面上。螺栓和螺母就是一个完美的例子，螺栓上的螺纹是外螺纹，而螺母是内螺纹。螺距这是指螺钉上两个相邻点之间的距离。大直径螺钉的总直径从螺钉的最远端开始到螺钉的中心。小直径螺钉的直径，不考虑螺纹的尺寸。另外，也称为牙根直径。螺纹轴线是穿过螺杆中圆柱中心的假想线。牙根是螺杆的内槽围绕螺纹表面延伸。牙顶是距离中心最远的螺杆的最高点。头部是指螺杆最上面的暴露区域，用于旋转螺杆。形状是指螺纹牙脊的整体形状。三角形或六边形轮廓是一些最常见的轮廓。  锥度一些螺纹不会保持在一条直线上，相邻的牙顶彼此平行。相反，它们具有锥形螺纹，有助于提供更紧密的夹紧和密封。粗牙和细牙这指的是螺纹的距离。螺纹越细，每单位距离的螺纹数就越多。同样，粗螺纹则与此相反，并且每距离的螺纹数量较少。公制螺纹 公制螺纹的距离以 SI 单位映射。英制螺纹 这些螺纹中的距离采用美制单位，以英寸为单位。

3D打印螺纹设计指南

将螺纹设计融入任何 3D 打印设计中都需要非常精确。然而，如前所述，与业界使用的其他传统方法相比，该过程更加灵活和直观。

软件包

关于螺纹零件的第一个问题是关于要使用的软件。有螺纹零件专用软件包吗？答案是否定的。设计人员可以使用相同的软件包将螺纹或任何其他功能整合到 3D 打印零件中。例如，使用 Fusion 360 或 SolidWorks 的人无需转向任何其他程序。

而且，基础更重要。任何了解基本术语、其效果以及项目总体要求的人都可以使用非常简单且易于使用的功能轻松地将线程添加到设计文件中。无论软件程序如何，创建螺纹零件的基本功能都保持不变。但是，根据是否需要外螺纹或内螺纹，步骤略有不同。

外部线程

• 画一个直径等于螺纹大径的圆
• 使用拉伸函数创建所需长度的圆柱体
• 根据软件的不同，此步骤略有不同。在相关选项卡中找到创建线程的选项。添加所有详细信息（例如螺距和小直径）并执行函数来创建螺纹。

内部线程

• 画一个与螺纹大小相同的六边形
• 将形状拉伸到所需的长度
• 在中心创建一个孔并将直径设置为螺纹的大直径
• 选择孔的内表面并使用程序中的相关选项创建螺纹
• 点击螺纹尺寸并选择所有其他参数，然后选择“确定”

3D 打印注意事项和设置

3D 打印线的过程非常简单。然而，由于涉及多种考虑因素，这并不总是那么容易。最大的限制因素是尺寸，因为添加直径较小的螺纹要困难得多。

此外，设置可能的最小尺寸取决于 3D 打印机的特性。对于较大直径，任何 3D 打印机都可以工作，因为当喷嘴位于其他地方时，螺纹有足够的时间冷却。同样，对于较小的直径，最好提前测试 3D 打印机，以避免出现任何问题。

除了打印机特性之外，校准和设置对于获得可靠的结果也很重要。以下是一些通用准则，可确保 3D 打印机在螺纹方面的性能的可靠性和一致性。

• 确保打印机和挤出机已正确校准
• 设置 3D 打印机床的水平
• 优化设计，始终确保打印机垂直打印螺纹
• 确保支撑件不会进入螺纹内部。否则很难去除
• 至少使用 4 层壁厚为 2 毫米的垂直层，以确保螺纹更坚固
• 根据应用选择填充密度，但任何情况下都不要设置低于 25%

向 3D 打印零件添加螺纹的常见方法

将螺纹融入 3D 打印零件的方法有多种。最佳选择取决于应用和项目的要求。但业界最常见的方式有以下几种。

打印线程

直接打印螺纹是将螺纹融入设计的最有效方法之一。这是一种理想的方式，因为它允许定制设计并为用户提供最大的灵活性。

然而，也有一些限制。直接打印较小的直径是相当困难的。同样，螺纹也无法承受较长的组装和拆卸周期，因为螺纹的强度不足以添加或拆卸螺钉。

此外，对于需要一定数量副本的情况，直接打印并不是一个可行的解决方案。在这种情况下，制造商要么需要拥有额外的打印机。然而，这会导致成本增加。

使用热定形嵌件

这是一个很好的选择，因为 3D 打印最常见于热塑性和热固性材料。

对于热塑性零件，使用热定形嵌件是一种可行的选择，因为它利用热量和压力的组合将螺纹永久添加到现有零件上。该过程非常简单，但非常耗时，因为它需要使用烙铁进行加工并等待零件冷却。

对于热固性零件，该过程还涉及用胶水固定嵌件。与热固性材料类似，该工艺也有很长的交货时间，因为在安装螺钉之前胶水需要时间固化。

手动钻孔和攻丝

这是向 3D 打印设计添加螺纹的最快且最经济的方法之一。这些螺纹将提供出色的固定力，并且加工它们所需的设备很简单，并且几乎所有车间都可以轻松获得。然而，线程不会太强大，而且由于流程本身是手动的，因此它们也可能会增加总体交付时间。

多个元素的组合

最后，也许最有效的方法是使用多种方法的组合。在可达性有限的区域添加 3D 打印线，并结合使用上述方法可以提供最佳效果。然而，由于大多数这些方法都需要大量的处理时间，因此交货时间也会很长。

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