Metallgewindeeinsatz

In der Welt des 3D-Drucks, wenn Sie bestimmte Arten von Teilen herstellen möchten, müssen Sie Gewindeverbindungen herstellen, um abnehmbare Teile herzustellen oder die dauerhafte Verbindung von großvolumigen Teilen zu gewährleisten. In diesen Fällen ist es ratsam, Metallgewindeeinsätze oder Buchsen zu verwenden.

Die beiden häufigsten Arten von Einsätzen, die im 3D-Druck verwendet werden, sind heißschneidende Gewindeeinsätze und selbstschneidende Buchsen oder Ensat-Einsätze.

Wärmegewindete Einsätze

Diese Art von Einsatz wird bei thermoplastischen Materialien verwendet, die bei niedrigen Temperaturen schmelzen. Die Anwendung ist sehr einfach und erfordert nur einen Lötkolben oder eine andere Wärmequelle (Modifi3D Pro), die durch den Kontakt mittels Wärmeübertragung die Erwärmung des Messingeinsatzes (Material mit hoher Wärmeübertragung) bewirkt. Die Geometrie der Rändelung dieser Bauteile ist so ausgelegt, dass beim Schmelzen des Kunststoffs der Lochwände eine widerstandsfähige Verbindung entsteht, die ein Herausrutschen oder Selbstdrehen verhindert, auch in Umgebungen mit Vibrationen. Mit einem korrekten Guss dieser Art von Einsätzen kann eine Zugfestigkeit von 15 kg und eine Torsionsfestigkeit von 2,5 kg erreicht werden.

Bild 1: Gewindeeinsatz durch Wärme eingebracht. Quelle: Markforged

Diese Art von Einsätzen ist ideal für die meisten Teile und Materialien, die im 3D-Druck mit FDM-Technologie verwendet werden, da selbstschneidende Einsätze des Typs ENSAT je nach Geometrie dazu führen können, dass die Schichten am Ende delaminieren, wenn der Einsatz beim Einfädeln gedrückt wird. Außerdem sind bei Warmgewindeeinsätzen beide Löcher offen, so dass sie als Durchgangslöcher betrachtet werden können, so dass die Länge des Einsatzes keine Einschränkung darstellt, obwohl die einzuschraubende Schraube mit einer Tiefe eingeführt werden muss, die größer als die Länge des Einsatzes selbst ist.

Tabelle 1: Warmgewindeeinsätze, Werte in mm.

Selbstschneidende Muffen oder Einsätze Typ ensat

Bestimmte Materialien, die beim SLS- und Harz-3D-Druck verwendet werden, schmelzen bei höheren Temperaturen oder verhalten sich bei Erwärmung nicht stabil. In diesen Fällen wird die Verwendung von selbstschneidenden ensat-Gewindeeinsätzen empfohlen. Selbstschneidende Gewindeeinsätze vom Typ Ensat haben einen konischen Eintritt und einen breiten Einstich, um beim Einschrauben eine Schneidfunktion zu gewährleisten. Dadurch können diese Elemente im Vergleich zu Wärmeeinsätzen viel stärker beansprucht werden.  Darüber hinaus sind diese Einsätze aus rostfreiem Stahl gefertigt, der eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß und aggressive Umgebungen bietet.

Tabelle : Selbstschneidende Muffen oder Einsätze Typ ensat, Werte in mm.

Seine konische Form am unteren Ende erzeugt zusammen mit einer Schneidrille automatisch das Gewinde in der Bohrung. Zum Einsetzen wird die Verwendung des Werkzeugs zum Einsetzen von selbstschneidenden Einsätzen Typ ensat empfohlen, ein Werkzeug, das den Vorgang erleichtert und optimiert.

Bild 2: Werkzeuge für ensat-Einsätze.

Unabhängig von der Art des Einsatzes gibt es zwei Schlüsselfaktoren: Auszugswiderstand und Rotationswiderstand. Der Auszugswiderstand ist der Widerstand des Einsatzes, sich aus seinem Gehäuse zu ziehen, wenn die Schraube angezogen wird. Dies ist ein Wert, der durch Vergrößerung der Länge des Inserts erhöht werden kann. Der Drehwiderstand ist der Widerstand des Einsatzes, sich um sich selbst zu drehen, wenn die Schraube angezogen wird. In diesem Fall steigt der Widerstand mit zunehmendem Lochdurchmesser.