Magneti e viti per stampe 3D: dimensionare gli elementi di montaggio

Leggi la scheda tecnica del magnete prima di modellare la sede

Parti dalle dimensioni del componente. Per il CSN-10, supermagnete indica un diametro della tazza di 10 mm, un'altezza totale di 4.5 mm, un foro da 3 mm, una svasatura da 4.8 mm profonda 0.9 mm e una tolleranza di ±0.1 mm. Descrivono il magnete, non una sede pronta da stampare. Per ottenere il filo previsto o il metodo di fissaggio voluto, il progetto deve definire anche accoppiamento e condizioni di montaggio. Non trasformare il diametro nominale della tazza in un diametro universale della cavità.

La scheda tecnica identifica una tazza in acciaio nichelato ed elenca viti a testa svasata compatibili. Non dice che il magnete debba essere avvitato anziché incollato e non documenta la tenuta della vite nella plastica stampata; considera la scelta del fissaggio una questione di progetto separata.

Abbina la vite alla svasatura

La pagina elenca esempi di viti le cui teste si adattano al CSN-10: DIN 97 da 2.5 mm, ISO 7046-2 M2.5, ISO 14581 M2.5 e ISO 10642 M2. Sono norme e diametri nominali; l'elenco non seleziona lunghezza, materiale della vite né pezzo di supporto. Per un ordine completo, abbina la testa indicata al passaggio previsto e ai requisiti di fissaggio. La compatibilità con il foro del magnete non stabilisce la tenuta della vite nella plastica.

Controlla separatamente due interfacce: la testa della vite contro la svasatura del magnete, poi il fissaggio della vite nel suo supporto. Il disegno del pezzo e le istruzioni della vite o dell'elemento di fissaggio devono affrontare questa seconda questione. Le dimensioni del CSN-10 non forniscono né un foro pilota universale nella plastica né un riferimento di dado o inserto per ogni assemblaggio.

Integra la tolleranza di accoppiamento nel file

La guida al portabottiglie magnetico di Adafruit mostra una striscia stampata le cui scanalature trattengono i magneti con accoppiamento a pressione. Gli autori segnalano che le scanalature sono state progettate per ugelli da 0.4 mm e che le tolleranze risultanti possono variare da stampante a stampante. La parte utile è il metodo: consigliano di stampare una prova con una sola scanalatura e di inserire i magneti prima di impegnarsi nella striscia completa.

Per quel progetto, Adafruit descrive un taglierino o una lima se un magnete non entra ed E6000 se è troppo lento. Non sono istruzioni di fissaggio convalidate per il CSN-10. Per modificare il portabottiglie, la guida fornisce un progetto pubblico in Fusion 360 in diversi formati: numero di magneti nello schizzo della scanalatura, spaziatura del pattern nella timeline e lunghezza della striscia tramite le quote dello schizzo. L'importazione in un altro CAD è possibile, senza garanzia che ogni formato conservi la timeline parametrica. Queste quote modificabili appartengono a quel file, non a un modello CSN-10. Per la tua documentazione, annota il file usato, le modifiche apportate e il magnete provato, così il risultato di un provino non viene attribuito a un altro riferimento. Mantieni le dimensioni del magnete scelto separate dalla regolazione dell'accoppiamento invece di cambiare entrambe senza annotarlo.

Cosa ti dice la forza di tenuta e cosa non ti dice

supermagnete attribuisce al CSN-10 circa 1.3 kg di forza di tenuta, circa 12.7 N, e circa 260 g a taglio, circa 2.55 N. Entrambi i valori hanno delle condizioni: forza massima su una controparte ferromagnetica liscia e sufficientemente spessa, con l'intera faccia a contatto diretto. La scheda afferma che già con una distanza di mezzo millimetro il magnete a tazza perde gran parte della sua forza e che a una distanza di 2 mm non tiene più affatto. Il produttore aggiunge che questa sensibilità alla distanza è più marcata per i magneti a tazza che per i semplici magneti in ferrite o neodimio.

Tieni presenti le condizioni della scheda tecnica: la forza di tenuta massima è indicata per una controparte ferromagnetica liscia e sufficientemente spessa a contatto diretto. Se il progetto aggiunge una distanza o uno strato tra le superfici, non corrisponde più alla condizione dichiarata dal produttore. Non è stata misurata alcuna forza di tenuta su un pezzo stampato.

Materiale, orientamento e impostazioni di stampa

Adafruit consiglia il PLA per il proprio modello per ridurre il warping e dice che il suo pezzo può essere stampato anche in ABS, PET o nylon. Quell'elenco vale per questo progetto. Le fonti non confrontano la stabilità dimensionale o il comportamento all'accoppiamento a pressione di questi materiali per una sede CSN-10.

Adafruit riferisce di aver stampato su una Ultimaker 2+ con Simplify3D, ugello da 0.8 mm, larghezza di linea di 0.96 mm e scanalature rivolte verso l'alto, senza supporti. Il suo paragrafo sulle tolleranze dice separatamente che le scanalature sono state progettate per un ugello da 0.4 mm. Mantieni distinte queste due affermazioni invece di combinarle in un unico profilo per la tua stampante. La durata di stampa riportata appartiene a quella vecchia configurazione; né il tempo né l'accoppiamento sono garantiti per la tua versione del file. Controlla le impostazioni e il risultato della tua copia prima di un lotto. Un ugello citato in un progetto non è una specifica del magnete stesso.

Controlla tutto prima di ordinare un lotto

La pagina del CSN-10 elenca come accessori contropiastre metalliche, tra cui dischi adesivi da 10 mm e un disco svasato da 12 mm; non sono magneti. La loro presenza nell'elenco non fornisce alcun risultato di forza di tenuta per il tuo assemblaggio stampato. Identifica la contropiastra effettiva, il suo metodo di fissaggio e l'eventuale distanza creata tra le facce. Mantieni visibile nel disegno un eventuale strato aggiunto, perché cambia la condizione di contatto diretto alla base del valore pubblicato. Registra questa interfaccia insieme alla sede, invece di controllare solo il diametro del magnete.

Prima di realizzare un lotto, registra il diametro della tazza del CSN-10 di 10 mm, l'altezza totale di 4.5 mm, il foro da 3 mm e la svasatura da 4.8 mm indicati nella scheda tecnica, poi controlla la vite corrispondente rispetto al disegno del tuo pezzo. La scheda elenca diverse viti da 2 o 2.5 mm per norma; non considerarle intercambiabili. Registra separatamente il risultato del provino e la superficie di accoppiamento prevista: la scheda tecnica indica la forza di tenuta massima per una superficie liscia e sufficientemente spessa a contatto diretto, e dice che una distanza di 0.5 mm la riduce sensibilmente. Controlla anche il limite di esercizio pubblicato di 80 °C. La scheda tecnica identifica inoltre materiale NdFeB, magnetizzazione N38, rivestimento in nichel e tazza in acciaio Q235; confronta queste designazioni con il pezzo ordinato. Questi valori descrivono il componente, non le prestazioni di tenuta di un pezzo stampato.

Fonti e limiti

• supermagnete — CSN-10, dimensioni e condizioni di forza
• Adafruit — Magnet Bottle Holder, guida alla stampa 3D specifica del progetto

Organizziamo la documentazione dei produttori e della comunità; non abbiamo misurato personalmente questi prodotti. Il manuale del tuo modello esatto ha la precedenza sulle indicazioni generali.