如何組裝3D打印部件？

魔猴君  知識堂   9天前

3D打印可以創建復雜的物體，但為了充分發揮其潛力，有時需要將一個物體分解成幾個獨立的部分。無論是生產超出打印機處理能力的體積、連接各種材料、創建復雜的幾何形狀、減少支撐數量還是優化機械性能，連接都是3D打印中特別有用的技術。

組裝方法的選擇取決于幾個因素：所用材料的類型（PLA、ABS、PETG、樹脂等）、所需的機械抗性、最終的美觀度、未來拆卸的可能性，以及物體的最終應用。在本指南中，我們探討適合增材制造的主要裝配方法、它們與打印材料的兼容性以及有效實施這些方法所使用的技術。

可以考慮所使用材料的機械性能來創建允許將零件卡在一起的夾子。

組裝3D打印部件的不同方法

粘接

粘合是連接3D打印部件最簡單的解決方案之一。然而，根據材料使用合適的膠水至關重要。

最常用的膠水有：

氰基丙烯酸酯（強力膠）：這種瞬間膠非常適合PLA和樹脂。它提供快速和干凈的固定，但其缺乏靈活性，這可能會對受到機械應力的部件造成問題。有些強力膠干了之后會留下白色殘留物，所以最好在看不見的地方使用，并避免過量。氣溶膠活化劑可以加速凝固并使組裝更容易。為了方便組裝，可以使用氣溶膠活化劑，這可以大大減少膠水的凝固時間。

環氧樹脂：非常堅固，適用于ABS、PETG和樹脂。這種雙組分膠水通過化學反應變硬，具有很強的粘合力。然而，它在固化過程中會產生熱量，從而使薄部件變形。

PVC膠水：主要用于ASA和ABS，它允許表面部分融合，從而產生比簡單的表面粘合更強的粘合力。

特定粘合劑：聚氨酯膠、氯丁橡膠膠和熱熔膠有時用于柔性或臨時組件。

塑料焊接

一些技術可以通過部分融合材料將各個部件“焊接”在一起。

化學焊接：使用溶劑使零件表面輕微溶解并融合在一起。丙酮通常用于ABS，而其他溶劑適用于ASA和PVC。焊縫固化后，此方法可產生干凈、看不見的表面。

熱焊接：該技術涉及使用熱源，例如熱風槍、烙鐵或摩擦焊接。使用烙鐵局部熔化塑料并連接零件，而摩擦焊接則使用旋轉元件（例如燈絲棒）通過摩擦加熱和焊接表面。

超聲波焊接：該技術主要用于工業領域，利用高頻超聲波振動將零件熔合在一起。它特別適合ABS等熱塑性塑料。

螺紋嵌件特別適合用于擰緊3D打印部件，并允許輕松拆卸和重新組裝它們。（圖片來源：Markforged）

機械組裝

對于需要可拆卸緊固或具有高機械強度的部件，機械緊固組裝是理想的選擇。

螺釘和螺栓：添加螺紋孔或插入加熱的黃銅嵌件可形成堅固、可拆卸的緊固件。螺紋可直接建模或打印后攻絲。

釘書釘和鉚釘：此解決方案適用于永久性組件，常用于需要耐用支撐的薄部件。

磁鐵、墊圈和按扣：在打印的外殼上添加磁鐵（可以在3D打印過程中將它們添加到零件中）可以創建實用且可拆卸的緊固件?？凼芥i也是一種有效的選擇，利用某些塑料的柔韌性來實現無需膠水的機械鎖。燕尾榫、其他接頭或鉸鏈的集成使得各部分無需膠水或螺絲即可連接在一起。

物質的化學鍵合和融合

一些技術使用化學劑或附加材料來加強零件之間的結合。

UV樹脂：非常適合SLA/DLP打印，UV樹脂通過在零件之間涂抹少量液態樹脂來形成堅固、精確的接頭，然后在紫外線下固化。

兼容長絲的熱熔：該技術使用熔融長絲（可與3D筆一起使用）來形成類似于熱焊接的強力粘合。

3D筆還可用于將3D打印部件融合在一起。（圖片來源：3Doodler）

成功組裝的秘訣

在將兩塊物體粘合在一起之前，必須清潔和打磨接觸面。打磨會增加表面的粗糙度，從而改善接觸面和膠水的毛細作用。這使得粘合劑能夠更好地滲透和更有效地粘附，從而確保更牢固的粘合。

如果在組裝之前忽視了對零件的對齊，則可能會造成結構和外觀缺陷，而且一旦膠水干燥，就很難糾正。在修理之前花時間正確定位零件至關重要。使用夾具或裝配指南對于簡化對齊非常有幫助。

為了最大限度地提高粘合力，還建議使用夾具或重物固定部件并施加壓力，以使膠水凝固。

涂抹薄層膠水也很重要，因為過多的膠水可能會產生明顯的過?，F象并影響組裝的強度。

打印部件時，考慮層方向非常重要。3D打印中的薄弱區域通常位于層之間，這會影響組件的強度。調整零件方向以盡量減少這些弱點是一種很好的做法。

使用與印刷材料不兼容的粘合劑會嚴重損害粘合性并使組裝無效。根據所用的塑料選擇合適的粘合劑非常重要。

打磨既可以最大限度地提高膠水的附著力，又可以對組裝好的部件進行后處理，以獲得完美的效果。（圖片來源：EProjets Lab）

調整不當或過于剛性的卡入式部件可能會在組裝過程中損壞，尤其是在材料缺乏柔韌性的情況下。建議測試原型的公差并相應地調整打印設置。

最后，一些膠水和樹脂在固化時會釋放熱量，這會導致打印部件翹曲。因此，建議在進行最終組裝之前先在樣品上測試產品的效果。

編譯整理：3dnatives