Snap-Fit Bauteile und Verbindungen für 3D-Drucker designen

Snap-Fit Bauteile sind eine schnelle und ein­fache Möglichkeit, zwei 3D-gedruck­te Bauteile zusam­men mit Ver­riegelungs­funk­tio­nen zu verbinden. Sie sind nicht nur eine kostengün­stige und zeits­parende Verbindungsmeth­ode, son­dern kön­nen auch die Anzahl der Teile in ein­er Bau­gruppe reduzieren und die Möglichkeit ein­er schnellen Mon­tage und Demon­tage bieten.

In diesem Blog Post behan­deln wir die am besten geeigneten Snap-Fit-Verbindun­gen für den 3D-Druck. Zudem präsen­tieren wir euch Beispiele aus der Design-Prax­is bei der Gestal­tung von Snap-Sets mit Kun­st­stof­fen und stellen erweit­erte Design-Spez­i­fika­tio­nen vor.

Snap-Fit Bauteile und Verbindungen

3D-bedruck­te Schnap­pver­schlüsse haben keine Gestal­tung­sein­schränkun­gen wie im Spritz­guss (Zug­winkel, Trennlin­ien, Wand­dicke, Hin­ter­schnei­dun­gen usw.) und kön­nen leicht kon­stru­iert und verän­dert wer­den. Dies macht sie zu ide­alen Merk­malen für die schnelle Pro­to­type­n­erzeu­gung, wo Freiräume und Pas­sun­gen kri­tisch sind. Deshalb wer­den Sie oft­mals bei der Kon­struk­tion und Prü­fung von Gehäusen einge­set­zt wer­den.

Verbreitete Snap-Fit Verbindungen

Es gibt zwei Arten von Snap-Fit Bauteilen die sich für den 3D-Druck eignen.

  1. Der Can­tilever

Der Can­tilever ist der häu­fig­ste Schnap­pver­schluss und beste­ht aus einem Vor­sprung (irgen­deine Art von Wulst oder Hak­en) an einem Ende des Balkens und eine struk­turelle Unter­stützung am anderen Ende. Dieser Vor­sprung wird in einen Auss­chnitt oder Schlitz einge­führt und lenkt beim Ein­schieben ab. Sobald der Vor­sprung voll­ständig ein­gelegt ist, biegt sich der Vor­sprung zurück und ver­riegelt die Verbindung.

Cantilever snap-fit Bauteile und Verbindungen die häufigste Form für 3D-Drucker und 3D-Druck

Das Bauteil im Bild find­et ihr auf Thin­gi­verse zum Down­loadCan­tilever Snap-Sitze sind ein­fach zu entwer­fen und intu­itiv für den Benutzer während der Mon­tage und Demon­tage. In vie­len Fällen ist es die bil­lig­ste Meth­ode, zwei Teile miteinan­der zu verbinden.

    2. Der ringför­mige Snapp­sitz (Annu­lar)

Der ringför­mige Schnapp­sitz nutzt die Reißs­pan­nung, um ein gepresstes Teil an Ort und Stelle zu hal­ten. Häu­fige Beispiele für ringför­mige Schnap­pver­schlüsse sind Flaschen- und Stiftkap­pen.

Annular Snap-Fit Bauteile für 3D-Drucker häufige Lösung um 2 Bauteile zu verbinden

Mit ringför­mi­gen Schnap­pver­schlüssen ist es möglich, eine wasserun­durch­läs­sige Dich­tung um das Gelenk zu erre­ichen. Für diesen Artikel ste­ht jedoch der Fokus auf Can­tilever-Snap-Sets. Den Vor­trag und weit­ere Inhalt zum Bild find­et ihr auf D’Source.

Entwerfen von Snap-Fit Bauteilen

Im All­ge­meinen erfahren die Schnap­pver­schlüsse während der Befes­ti­gung am meis­ten Stresse und soll­ten nach der Fer­tig­stel­lung wieder in ihre neu­trale Posi­tion zurück­kehren. Sobald die Teile zusam­menge­fügt sind, hält eine Hin­ter­schnei­dung sie zusam­men. Abhängig von der Form der Hin­ter­schnei­dung kön­nen Snap-Fit-Bau­grup­pen auch dauer­haft aus­gelegt sein. Ein gut gestal­teter Snap-Fit mit passen­dem Mate­r­i­al kann oft ohne spür­bare Ermü­dung einge­set­zt wer­den.

Gute Designpraxis

Mehrere Gestal­tungsmerk­male kön­nen imple­men­tiert wer­den, um Stress zu reduzieren und die Schnapp­be­fes­ti­gung zu belas­ten. Diese bein­hal­ten:

Verjüngen des Design

Ein Snap-Fit-Can­tilever mit kon­stan­tem Quer­schnitt hat eine ungle­ich­mäßige Verteilung der Dehnung. Ein guter Design-Tipp ist, den Quer­schnitt des fre­itra­gen­den Strahls über seine Länge zu ver­ringern. Dies ver­lei­ht weniger Mate­r­i­al und führt zu ein­er gle­ich­mäßigeren Verteilung der Belas­tung im Can­tilever.

Filetieren der Basis des Cantilevers

Die Hinzufü­gung eines Filetes an der Basis des Can­tilevers kann dazu beitra­gen, den Stress über einen bre­it­eren Bere­ich zu verteilen, wodurch die Verbindung stärk­er wird. Der Radius des Filetes sollte min­destens 0,5x die Dicke der Basis des Can­tilevers sein.

Breite erhöhen

Die Erhöhung der Bre­ite des Clips wird dem Design Kraft ver­lei­hen (falls dies in den Designbeschränkun­gen möglich ist). Dies kann ein Ver­such und Fehlver­suche erfordern, um die richtige Steifigkeit zu erre­ichen, der Clip sollte min­destens 5 mm bre­it sein.

Endlage

Um Stress abzubauen und die Fes­tigkeit der Verbindung zu verbessern, ist darauf zu acht­en, dass der Snap-Fit-Can­tilever nur während der Mon­tage abge­lenkt wird und nicht, wenn die Kom­po­nen­ten miteinan­der ver­bun­den sind.

Die Richtung

Es ist wichtig die Rich­tung zu prüfen opti­mal zu bauen. Wenn möglich, ver­mei­det man das Entwer­fen von Snap-Fit-Can­tile­versen, die aus dem Bett ver­tikal aufge­baut sind (in z-Rich­tung), da diese auf­grund der anisotropen Natur des 3D-Druck­ens inhärent schwäch­er sind. Ein Schnapp­sitz, der in der Rich­tung gebaut wird, wird viel stärk­er sein.

Hinzufügen

Über­legen sollte man sich das Hinzufü­gen von Laschen in der Mon­tage, um bei der Aus­rich­tung der Kom­po­nen­ten zu helfen und einige der Scher­be­las­tun­gen zu über­tra­gen, denen die Clips unter­wor­fen wer­den kön­nen.

Fazit Snap-Fit Bauteile

Snap-Fit Verbindun­gen sind eine alt­be­währte Tech­nolo­gie, die auf den 3D-Druck über­tra­gen wurde und wir defin­i­tiv allen Lesern nahe leg­en. Es bietet eine umkehrbare Lösung mit­tels Design Bauteile zu verbinden ohne zu kleben oder an einem Stück zu druck­en. Wobei natür­lich Let­zteres in der Regel nicht möglich ist, wenn Snap-Fit Bauteile genutzt wer­den, weshalb man die Verbindun­gen über­haupt erst benötigt. Den­noch bieten die Schnap­pver­schlüsse auch in anderen Fällen Vorteile, da einzel­nen Kom­po­nen­ten sep­a­rat druck­bar sind und so die Druck­qual­ität steigen kann.

Für Fra­gen oder Anmerkun­gen ste­hen wir euch gerne per Kom­men­tar­funk­tion hierunter oder Kon­tak­t­for­mu­lar zur Ver­fü­gung.

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