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Ultimaker Community of 3D Printing Experts
Churchill

Die Kunst ein metrisches Gewinde zu drucken

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Hallo liebe 3D-Drucker,

ich habe seit 2 Tagen einen Ultimaten 2+ in meinem Arbeitszimmer stehen. Der Erste Druck war der kleine Ultimaker Roboter. Das hat super funktioniert. Ermutigt vom ersten Erfolg habe ich mich gleich an ein schwieriges Projekt gewagt. Ich möchte die Nachbildung eines Werkzeugs drucken welches sowohl ein Innengewinde (Mutter) M29x1,5 und ein Aussengewinde (Bolzen) M29x1,5 enthält. Natürlich soll das Ganze so authentisch wie irgend möglich aussehen und funktionieren - der Bolzen soll sich in die Mutter einschrauben lassen -.

Einstellungen:

- Standardeinstellungen in Cura.

- Druckgeschwindigkeit normal

- PLA silber (mitgeliefert mit dem Drucker)

- Drucktemperatur 210 °C

- Betttemperatur 60 °C

- Schichtdicke 0,1 mm

- 0,4 mm Düse

Um nicht zu viel Material zu verbrauchen, habe ich erstmal einen kurzen Bolzen und eine kurze zugehörige Mutter erstellt. Das reicht auch um die Funktion zu überprüfen. Ich habe die Teile entsprechend modelliert und die 3D-Körper werden super in Cura dargestellt. Bis dahin ist alles gut. Den Drucker anwerfen und die Teile schnell drucken war ein Kinderspiel.

Nach Fertigstellung der Drucke habe ich die Teile erstmal begutachtet. Die Gewindeflanken sahen auf den ersten Blick ganz gut aus. Eine leichte Abweichung mit der Tendenz zu einem Sägegewinde war aber zu sehen. Einige, wesentlich schlimmere Beispiele, habe ich bereits hier im Forum entdeckt. Allerdings passten die Mutter und der Bolzen nicht zusammen. Nach einigen Änderungen am Gewindeprofil und am Innendurchmesser der Mutter sollte es doch eigentlich klappen.

Änderungen:

- Gewindeinnendurchmesser um 0,2 mm vergrößert

- Flankenwinkel um 2° größer gezeichnet

Ziel der Änderung war es dem Gewinde etwas mehr "Luft" zu geben und durch Vergrößerung des Flankenwinkels das Sägezahnprofil etwas auszugleichen.

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Der Druck hat wie beim vorherigen Teil ganz gut geklappt. Allerdings passen die Teile immer noch nicht zusammen. Das Gewinde schnäbelt zwar an, aber es verbeißt sich bereits nach einer ¼ Umdrehung. Der Innendurchmesser des Gewindes wurde gegenüber dem ersten Versuch um ca. 0,1 mm größer - obwohl ich es 0,2 mm größer angelegt habe. Der Aussendurchmesser der Mutter (Rings) - welchen ich mit 35 mm gezeichnet habe - stimmt jedoch ganz genau. Kann es sein, das die Mutter/Ring am Außendurchmesser gleich bleibt und das Gewinde Innen aber um 0,1 mm schrumpft? Nach DIN hat dieses Gewinde ein Spiel von ca. 0,3 mm. Diese Werte gehen von einem Metallgewinde aus und sind vermutlich für den 3D-Druck nicht geeignet.

Da ja jede Änderung des 3D-Modells sehr zeitaufwändig ist und der Druck immer eine ganze Weile dauert ist das Herumprobieren sicher nicht ideal.

Hat denn jemand im Forum eine Tabelle mit Erfahrungswerten, welche für ein 3D-Kunststoffgewinde passen? Gibt es eventuell ein Filament, welches besser funktioniert als PLA (Vermeidung des Sägezahnprofils)? Was habt Ihr versucht um dieses Problem "erfolgreich"h zu lösen?

Ich möchte nicht auf eine andere Gewindeform gehen. Auch suche ich keine Möglichkeit diese Herausforderung zu umgehen um am Ende irgendeinen Murks zu produzieren. Das würde dem Ziel ein möglichst getreues Modell zu erzeugen widersprechen.

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Hallo @Churchill,

Mein Fehler wo ich bei meinen aller ersten Gewinde gemacht habe, ich habe die Kernausrundung nicht eingezeichnet, somit hatte die Flanken breite nicht gepasst.

Gewinde.thumb.JPG.99fbd2d9939d7e728f253d7a231bb02d.JPG

Und da die innen Durchmesser beim Drucken kleiner werden drucke ich das Mutter Gewinde 0,2-0,3mm größer. Ausgegangen schon von der größt möglichen Toleranzfeld.

Vielleicht hilft dir das schon.

Gruß Gerd

Gewinde.thumb.JPG.99fbd2d9939d7e728f253d7a231bb02d.JPG

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Vielen Dank für eure Tips und die prompten Antworten. Ich habe mir die Profile von Gerd angeschaut und mit den von mir konstruierten verglichen. Ich muss bei meiner Software das Profil leider "zu Fuss" generieren. Da habe ich es mir natürlich ein bisschen einfach gemacht. Bei der Schraube habe ich den Aussendurchmesser einfach 0,2mm kleiner gezeichnet. Hierdurch ist das Profil am Aussendurchmesser abgeflacht und nicht mehr spitz. Den Kerndurchmesser habe ich einfach spitz gelassen. Auf den Flankenabstand hat dies ja keinen Einfluss. Das ist für die Funktion, zumindest auf den ersten Blick, auch nicht wichtig. Beim Muttergewinde habe ich es genauso gemacht. Also das Kernloch etwas größer, so dass die Gewindespitzen ebenfalls abgeflacht sind. Das ist zwar nicht die feine Kunst aber so sollte es eigentlich immer klappen solange keine anderen Fehler auftreten.

Ich glaube, dass Gerd das Grundproblem über die etwas größere Toleranz gut gelöst hat. Wenn, wie in meinem Fall (und mit Sicherheit auch bei anderen), die Profilform weitere Fehler durch das Schrumpfen des Kunststoffs aufweist, wird es sofort eng zwischen den Flanken.

Mir ist allerdings nicht bekannt ob durch eine perfekte Profilierung des Gewindes mit ausgeformten Radien an den Gewindespitzen das Gewinde genauer abgebildet wird (leichtes Sägezahn-Profil).

Ich habe meine Gewinde bisher nur mit einer 0,4er und einer 0,6er Düse gedruckt. Wird das Gewinde genauer wenn es mit einer 0,25er Düse gedruckt wird (das dauert bestimmt ewig)? Welche Druckparameter sollte man für diese kleine Düse verwenden? Reichen die Standardeinstellungen von Cura?

Gruß

Richard

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Hallo Richard,

Ich Zeichne meine Gewinde nach dieser Tabelle (Gewindetabellen emuge)

 

Da habe ich es mir natürlich ein bisschen einfach gemacht.

Auf der seite 15 wäre die Formel für die eckenrundung, sollte ja kein großer Aufwand sein ein Übergangsradius einzuzeichnen.

Hier mal den unterschied mit und ohne Radius:

5a331db21ae78_GewindeM24X15mm.thumb.JPG.92fdd0b0222443e2c0599a57a1b79387.JPG5a331dbb8ccd7_GewindeM24X15mmohneradius.thumb.JPG.d0b00180951055affb32aa063b48efc8.JPG

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Wenn, wie in meinem Fall (und mit Sicherheit auch bei anderen), die Profilform weitere Fehler durch das Schrumpfen des Kunststoffs aufweist

Ein weiteres Problem bei einen Flankenwinkel von 60C (30C von der Plattform aus) das es schon die grenze von vernünftigen drucken ist. Mit den Standard Fanshroud hatte ich am Durchmesser immer 2 Stellen die eingesunken sind (vorne + hinten), erst mit benutzerdefinierte Fanshroud drucke ich bessere Gewinde.

 

Ich habe meine Gewinde bisher nur mit einer 0,4er und einer 0,6er Düse gedruckt. Wird das Gewinde genauer wenn es mit einer 0,25er Düse gedruckt wird (das dauert bestimmt ewig)?

Kleinere Düse macht keinen Sinn, ich drucke Gewinde mit 0,1mm Schicht stärkte (Düse 0,4 oder 0,6mm). Eine Verbesserung bringt wie oben genannt eine ausreichende Kühlung bzw. die beste Temp. = Geschwindigkeit.

Lassen sich deine Gewinde beidseitig einschrauben? War bei mir am Anfang der Fall, das sie sich nur in einer Lage einschrauben lassen haben, weil sich die Gewinde flanken gesetzt haben.

Gruß Gerd

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Hallo Gerd,

 

Ich Zeichne meine Gewinde nach dieser Tabelle (Gewindetabellen emuge)

 

das ist natürlich toll. Auf die Idee bei Emuge nachzusehen bin ich nicht gekommen. Das ist ja echt gut erläutert. Auf jeden Fall viel besser als mit dem Tabellenbuch und meinem Buch für Gewindenormen. Ich werde meine nächsten Gewinde mittels dieser Tabelle konstruieren und drucken. Ich bin echt gespannt.

 

Ein weiteres Problem bei einen Flankenwinkel von 60C (30C von der Plattform aus) das es schon die grenze von vernünftigen drucken ist. Mit den Standard Fanshroud hatte ich am Durchmesser immer 2 Stellen die eingesunken sind (vorne + hinten), erst mit benutzerdefinierte Fanshroud drucke ich bessere Gewinde.

Was bedeutet denn benutzerdefinierte Fanshroud? Hat das etwas mit den Lüftern zu tun? Wenn ja, kann man das in Cura irgendwo einstellen? Habe bisher nichts gefunden.

 

Kleinere Düse macht keinen Sinn, ich drucke Gewinde mit 0,1mm Schicht stärkte (Düse 0,4 oder 0,6mm). Eine Verbesserung bringt wie oben genannt eine ausreichende Kühlung bzw. die beste Temp. = Geschwindigkeit.

Lassen sich deine Gewinde beidseitig einschrauben? War bei mir am Anfang der Fall, das sie sich nur in einer Lage einschrauben lassen haben, weil sich die Gewinde flanken gesetzt haben.

 

Ich habe mein letztes Gewinde (immer noch M29x1,5) mit einer 0,25mm Düse gedruckt. Die Temperatur habe ich auf 192°C eingestellt und den Speed auf 20mm/Sek. Die Wandstärke habe ich auf 0,5mm eingestellt. Ich habe das silberne Filament (PLA) und ein schwarzes Filament benutzt. Allerdings noch mit meiner einfachen Geometrie. Das Resultat war nach meiner Meinung sehr gut. Es läßt sich von beiden Seiten sauber einschrauben und hat nicht zuviel Spiel. Vermutlich würde es nicht mit einer Gewindelehre funktionieren bzw. die Toleranz einhalten aber ich hatte ein erstes Erfolgserlebnis. Zu Beginn hatte ich ein ähnliches Problem, dass sich das Gewinde nur von einer Seite einschrauben ließ. Auf den ersten Blick hatte ich auch den Eindruck, dass sich die Gewindeflanken gesetzt oder auch hochgezogen haben. Nachdem ich die 0,25er Düse eingesetzt habe, sieht die Flankenform besser aus als vorher. Das kann aber auch an der verminderten Geschwindigkeit liegen und muss nicht an der Düse selber liegen. Das werde ich bei den nächsten Gewinden auch nochmal testen und hier berichten. Vielen Dank nochmals für den erstklassigen Input. Dank diesem Forum macht das Ganze doppelt soviel Freude.

Gruß Richard

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Ich werde meine nächsten Gewinde mittels dieser Tabelle konstruieren und drucken. Ich bin echt gespannt.

Nicht vergessen Mutter auf Toleranz größt Maß (+0,3), Bolzen auf kleinst Maß!

 

Was bedeutet denn benutzerdefinierte Fanshroud? Hat das etwas mit den Lüftern zu tun?

Lüfter Gehäuse siehe hier.

 

Zu Beginn hatte ich ein ähnliches Problem, dass sich das Gewinde nur von einer Seite einschrauben ließ. Auf den ersten Blick hatte ich auch den Eindruck, dass sich die Gewindeflanken gesetzt oder auch hochgezogen haben. Nachdem ich die 0,25er Düse eingesetzt habe, sieht die Flankenform besser aus als vorher. Das kann aber auch an der verminderten Geschwindigkeit liegen und muss nicht an der Düse selber liegen

Das könnte wahrscheinlich auch an der Kühlung liegen, weil eine 0,25 Nozzle kleinere Temperaturen zulässt.

Gruß Gerd

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