如何拼接两个3D打印部件?

由 AustinChloe

如何拼接两个3D打印部件?

3D打印机尺寸有限,但这并不意味着无法制作大型物品。若单个打印件不足,可将多个部件粘合组装。以下是连接3D打印部件的可靠方法:粘合剂粘合、螺钉等紧固件连接、热熔焊接或设计互锁结构。这些方法可助您制作更大物体、融合多种材料,并开发可活动或拆卸的组件。

方法一:使用粘合剂连接3D打印部件

粘合剂通过化学键连接表面。将液态粘合剂涂于待接合部件,压合后等待固化。不同材料与项目需选用适配粘合剂。

粘合剂类型

强力胶(氰基丙烯酸酯)

数秒内固化,适用于PLA、ABS和PETG等3D打印材料的快速修补。易于获取使用,但承压易断裂且填缝性差,表面可能残留白痕。

双组分环氧树脂

粘接强度高,兼容多数3D打印材料,填缝性能优异,固化后可打磨或喷漆。缺点是固化时间长、需混合操作且易脏污,需夹具固定部件。

PVA胶水(白胶)

PVA胶水安全易清理,适用于临时接合或测试装配。但强度低且溶于水,推荐用于PLA/ABS/PETG的教育项目或临时连接。

专用粘合剂

专为3D打印部件设计,效果优异但成本高于普通胶水。购买前需确认材料兼容性。

表面预处理强化粘接

优质表面处理提升粘接强度:

  • 清除灰尘油污——防止粘附失效
  • 光滑表面轻打磨——增加粘附力
  • 异丙醇擦拭清洁
  • 难粘塑料建议使用底涂剂

粘合剂使用技巧

关键步骤提升效果:

  • 用量适中——过量导致脏污并削弱粘接
  • 固化期间保持部件对齐
  • 结构接合处务必使用夹具
  • 遵循厂商固化时间说明
  • 优化接头设计——搭接接头优于平接接头

根据项目需求选择:快速简单连接用强力胶,高强度需求用环氧树脂。粘合剂与需求匹配方能获得最佳效果。

使用QIDI 3D X-Plus打印机制作的螺钉 @cicstancoe创作

@cicstancoe使用QIDI 3D X-Plus打印机创作

方法二:机械紧固件连接部件

螺钉、螺栓、销钉和铆钉等机械紧固件物理固定3D打印部件。多数紧固件支持拆卸,便于维修调整。

可用紧固件类型

自攻螺钉

自攻螺钉易用且普及。在PLA/ABS/PETG部件预设螺孔时效果佳。注意勿过度拧紧——可能损坏塑料螺纹。适用于基础接合和检修面板,但频繁拆卸易失效。

机螺钉与螺栓

需高强度连接(尤其频繁拆卸场景)时,带螺母的机螺钉/螺栓优于自攻螺钉。适用于任何3D打印材料的承重接头。设计需预留螺钉孔和螺母空间,且需工具装配。

销钉与榫钉

简单经济,适用于部件定位或增强胶接。亦可作铰链或装饰件。单独使用强度有限,建议与其他方法组合。主要挑战是精准对齐孔位。

铆钉

形成高强度永久连接,适用于薄壁部件。外观整洁但需专用工具安装。注意软质塑料可能被压溃。适用于无需拆卸的刚性组件。

机械紧固件设计要点

3D模型需匹配紧固件尺寸的孔位。螺钉/螺栓需预留螺母和工具操作空间。高级用户可设计螺纹孔,但需精确控制尺寸间距。设计阶段合理规划可大幅简化装配。

装配技巧

  • 硬质塑料预先钻引导孔
  • 避免过度拧紧——塑料螺纹易损坏
  • 螺栓配合垫片分散压力
  • 高强度螺纹建议使用热熔嵌件

核心是根据需求选择紧固件:评估连接强度要求和拆卸需求。

方法三:焊接3D打印部件

热熔焊接通过熔化接合处连接塑料部件。可使用焊丝笔、超声波设备或化学溶剂,各方法适用场景不同。

三种焊接方式

焊丝笔

3D打印笔可作焊接工具,经济实用且擅长填补缝隙或连接复杂形状。兼容PLA/ABS/PETG。需练习掌握焊接技巧,适用于修补和增强其他接头。缺点是速度较慢且强度依赖操作水平。

超声波焊接

工业级方法,快速形成高强度稳定焊点。兼容ABS/PC/PP塑料。但设备昂贵,主要用于批量生产。

溶剂焊接

警告:需特别防护。利用化学品熔融塑料形成高强度连接,但仅适用丙酮处理ABS塑料。溶剂具危险性——需通风环境及防护装备。过量溶剂会弱化塑料。PLA不可用此方法,新手请勿尝试。

关键安全事项

  • 仅焊接同类材料
  • 精确控温防止翘曲
  • 溶剂操作确保通风
  • 平接或搭接接头强度最佳

焊丝笔使用技巧

  • 稳定控制熔融焊丝
  • 分层堆叠焊点
  • 外观需要可打磨焊点

根据材料和需求选择焊接方式。家用项目推荐焊丝笔,平衡成本与易用性。

通过3D模型设计的互锁结构连接部件

方法四:设计互锁部件

互锁结构通过3D模型内置形状实现部件卡扣、咬合或压接,无需胶水或螺钉。部分连接可拆卸,部分为永久性。

互锁结构类型

卡扣接头

带钩状或凸舌的接头,弯曲后卡入匹配槽。适用于外壳、盖子及需开启的部件。设计简单且无需工具装配,但长期使用可能松动,需精确打印。

燕尾接头

楔形结构互锁,抗拉脱且美观。适用于需高强度的家具和结构件。设计打印难度较高,但连接稳固。

榫卯接头

凸榫(榫头)嵌入凹槽(卯眼)。设计相对简单,擅长部件定位。可添加胶水或销钉增强强度,适用于框架和家具。

压接接头

通过摩擦力紧密接合。结构简单但需极高打印精度。适用于齿轮、轴承和旋钮。注意:组装用力过猛可能导致部件开裂。

3D打印齿轮

设计规范与测量

精确互锁需优质设计:使用CAD软件精准测量,考虑打印机和材料对配合的影响。预先测试小样验证配合度。材料选择需考量:柔性塑料适卡扣,刚性塑料适压接。

装配方法与技巧

正式装配前试装部件。接合时轻柔施压——软锤或包覆钳可辅助。紧密配合处可涂硅脂润滑。

优质互锁结构可加速装配并省去额外紧固件,核心在于精细设计与测试。

优化3D打印的连接技术!

机械紧固件支持拆卸,焊接形成无缝强连接,互锁设计省去额外零件。根据项目需求选择方法:简单构建可用强力胶,复杂构建可组合多种连接技术。先用材料小样测试,操作粘合剂或焊接时务必遵循安全规范。