Einpress-Muttern für haltbare Gewinde in 3D-Druckteilen

Wenn man mechanische Funktions-Teile konstruiert, kommt man irgendwann nicht mehr drum herum, Schrauben einzusetzen. 
Bisher habe ich das immer so gelöst, dass ich auf der einen Seite das Loch für die Schraube gelassen habe, wenn möglich mit einer (Zapfen-)Senkung für den Schraubenkopf und auf der anderen Seite eine 6-eckige Aussparung für die Mutter:

Beispiel: 6-eckige Aussparung für eine Mutter

Da diese Art der Konstruktion aber relativ viel Platz benötigt und es auch nicht immer möglich ist, eine Mutter entsprechend zu platzieren (Beispiel: Sackloch) habe ich mich nach Alternativen umgesehen und bin auf so genannte Einpressmuttern aus Messing (ebay-Link) gestoßen. 

Einpressmuttern M4 aus Messing

Diese können komplett in einem Sackloch versenkt werden und stellen anschließend ein haltbares Gewinde im Kunststoff des 3D-Druckteils dar.

Zum Einsetzen habe ich die Einpressmutter auf eine Schraube geschraubt und über einem Heißluftfön erhitzt. Anschließend die heiße Mutter inkl. Schraube in das vorgesehene Loch gedrückt, ausgerichtet und abkühlen lassen. Wenn man keinen Heißluftfön zur Hand hat, kann man die Mutter auch auf die Spitze eines Lötkolbens stecken und mit leichtem Druck in das vorgesehene Loch drücken. Nachteil an der Lötkolben-Version: Das weiche Plastik, dass von der Mutter verdrängt wird, kann innen in den Gewindegang fließen und so das Gewinde blockieren.

Da ich wissen wollte, wieviel diese Art der Schraubverbindung aushält, habe ich anschließend versucht, die Einpressmuttern wieder aus dem Druckteil herauszureißen.

Diesen Versuch habe ich mit Video dokumentiert:

Fazit:

Ich habe jetzt echt Vertrauen in diese Art der Schraubverbindung. Das Gewinde sitzt viel, viel fester im Druckteil, als ich es erwartet habe. Ich werde diese Muttern jetzt öfter einsetzen!

Und los geht's!

Ein wenig ungeduldig habe ich auf die Lieferungen gewartet, mit denen alles anfängt:

• Motedis lieferte die Aluminiumprofile, 30x30mm Typ B Nut 8 und sämtliches Zubehör zur Montage, wie Winkelverbinder, Hammermuttern und passende Schrauben. Ich möchte an dieser Stelle wieder betonen, dass Hammermuttern zwei große Vorteile gegenüber Nutensteinen besitzen: Sie sind sehr viel günstiger und lassen sich ohne Probleme nachträglich einschwenken. Das lästige haargenau-vorausschauende Einsetzen entfällt, ebenso die Demontage der mühsam ausgerichteten Profile, weil man einen Nutenstein vergessen hat ;-)
• von IGUS kamen die Linearschienen T15 und sechs passende Linearwagen TW-15.
• Eine 8mm dicke, 33cm x 33cm große Aluminium-Guss-Platte, feingefräst und PEI-beschichtet
• versteckt in der schwarzen Box jede Menge Kleinteile und Bauteile, die später noch benötigt werden.

Nicht viel später stand der äußere Rahmen, vorsichtig und mit Gefühl (und einem kleinen Schon-Hammer) möglichst genau ausgerichtet und fest verschraubt.

Bis zum Abend habe ich dann alle wichtigen Profile einbauen und genau ausrichten können. Dazu wurde alles auf ±0,2mm Toleranz montiert. Das muss wird reichen.

Noch ein paar Profile montiert und grob ausgerichtet, bei denen sich erst im weiteren Verlauf die genaue Position herausstellen wird.

Hier sieht man den Rahmen auf dem Kopf gestellt und mit montierten Füßen. So konnte ich die Stellen besser erreichen, an denen die Motoren und die Lagerböcke für die Z-Achse montiert werden.

Die Motoren für die Z-Achse habe ich mit fertigen Steckern versehen und ansehnlich verpackt.

Dann ging es weiter mit den Linearlagern von IGUS und die genaue Ausrichtung der Linearschienen zueinander. Dank des exakten Aufbaus des Rahmens war das Ausrichten sehr einfach und die Schienen waren auf anhieb parallel.

Detailansicht der Z-Achse / TR10x2 mit Motor und IGUS-Mutter. (immer noch auf dem Kopf)

Am nächsten Tag habe ich dann die Halterung für das Druckbett gezeichnet und gedruckt. Das ist der Halter für die Seite, auf der nur ein Linearwagen montiert wird. 

Hier das Druckteil für die Seite, auf der zwei Linearwagen montiert werden.

Der Rahmen mit montiertem Druckbett-Träger ist jetzt soweit fertig.

Ich habe zwischendurch noch ein Video gemacht, damit man eine Vorstellung der Linearwagen bekommt:

Die Linearwagen sind beim Verfahren fast geräuschlos, man hört nur ein leichtes "schleifen", vergleichbar mit einem Blatt Papier, dass man über den Tisch schiebt, im Video kaum zu hören.
Die Seite mit den zwei Linearwagen ist spielfrei eingestellt, gegenüber hat der Linearwagen eingestelltes leichtes Spiel in Y-Richtung.

"Magnet-freie" Version meines Hotend-Halters

Da ich mittlerweile schon ein paar mal mit der Bitte angeschrieben wurde, einen "magnetfreien" Halter zu veröffentlichen, hier jetzt der entsprechende Halter.

Es ist für einen Groove-Mount wie beim E3D designed -> Nut: 12mm, 6mm breit

Zu finden, wie immer, als thing:983728

der größere Drucker nimmt Form an

Heute endlich mal Zeit  gehabt:

Der Rahmen steht und ist ausgerichtet. Z-Achse montiert und ausgerichtet. Wenn die X und Y-Achse montiert sind, werde ich mal schauen, wie weit zur Seite ich das Druckbett schieben kann, damit ich eine Park-Position für das Hotend einrichten kann, die etwas weiter weg vom Druckbett ist. 

Linsenkopfschrauben für die Verkleidung

So, der Postbote kam auch heute wieder vorbei 

Die bestellten Schrauben für die Verkleidung.



Da ich jetzt schon 7 mal per Mail gefragt worden bin, wo ich was gekauft hab, hab ich das mal in meine BOM reingeschrieben: 98% ebay 

Die DiBond-Platten sind da!

Heute habe ich die DiBond-Platten abgeholt:



Astreine Qualität, absolut winklig und auf Maß geschnitten, besser gehts nicht  seefew wird sich auch freuen, der bekommt die andere Hälfte 

Danach die Platten direkt montiert, hinten, unten, rechts und links:

Was mir bei diesem Schritt aufgefallen ist:

Denkt daran, wie dick eure Platten sind und wieviel ihr in das Profil hineinschrauben könnt. Meine Platten sind 3mm, die Profile können ca 6mm tief eine Schraube aufnehmen. Macht 9mm die die Schrauben lang sein dürfen, wenn NICHT gesenkt wird. Eigentlich wollte ich Senkkopfschrauben nehmen, aber die müssten ca 2,3mm tief gesenkt werden (kriegt man ja nie so genau hin, also fast durch) und dann dürfte die Schraube nur noch 6mm lang sein. Schonmal versucht, im örtlichen Schraubenhandel M4x6 Senkkopf-Schrauben zu kaufen? Nein? Dann viel Glück  Ich hab jetzt einfach M4x8 Innensechskant-Zylinderkopf-Schrauben genommen, die hatte ich hier noch zu hauf rumliegen. Da der Kopf dieser Schrauben aber doch sehr klobig ist, hab ich bei ebay jetzt "100 Linsenkopf Inbus ISO 7380 M4 x 8 EDELSTAHL A2 M4x8" bestellt, die sollten besser aussehen 



Neuer Stand der BOM mit dieser Bestellung: ganz knapp unter 700€ 

Endlich kanns losgehen, die Zweite!

So, heute kam das letzte benötigte Paket und ich konnte endlich anfangen, zusammen zu bauen 

Die letzte Lieferung, 8x LM10UU:

Gesagt, getan und die zwei SeitenKlötze zusammengeschraubt:



Danach die zwei X-Wellen eingesteckt und prompt den Schlitten vergessen  Naja, einmal ist keinmal 



Jetzt mit Schlitten:



Danach zum montieren den ganzen Cube auf den Kopf gelegt und die Ecken montiert:



Dann hab ich die zwei Motoren in die Ecke geschraubt:



Danach hab ich die anderen 2 Ecken mit den Lagern versehen. Davon habe ich jetzt keine Fotos, weil mich das total genervt hat. Gott sei dank musste ich das nur einmal fummeln, das ist definitiv verbesserungswürdig!!! Kann jedem nur empfehlen, sich ein Bier aufzumachen und sich davon nicht nerven zu lassen.

So sah es dann aus, als ich die Riemen provisorisch eingezogen hab:



Die Riemen dann jeweils einen an einer Seite befestigt und am anderen Ende durch den Spanner gezogen:

Dazu muss ich jetzt sagen: Das Spannen ging tooooootal einfach  Ich hab einfach an dem langen Ende gezogen und konnte dann einfach einen Kabelbinder rummachen. Fertig! So einfach wäre das mit den originalen Spannern niemals gegangen. Definitiv perfekt!

Fertig gespannt:

Beachtet den linken Kabelbinder: der konnte so nicht bleiben, stößt sonst gegen die seitlichen Schlitten. Der rechte passt.

Nochmal vielen Dank an Achim, dass er mir so schnell und unkompliziert die Druckteile zur Verfügung gestellt hat!