2つの3Dプリントを結合する方法

3Dプリンターにはサイズ制限がありますが、それは必ずしも大きなアイテムを作れないという意味ではありません。1回の印刷で足りない場合は、複数のピースを接着することができます。3Dプリント部品を接合する確実な方法があります—接着剤で貼り合わせたり、ネジやその他の留め具を取り付けたり、ピースを溶接したり、フィットするようにデザインしたりできます。これらの方法は、より大きなオブジェクトを作成し、様々な材料を結合し、動きや分解が可能なものを作成するのに役立ちます。

方法1：接着剤を使用して3Dプリント部品を接合する

接着剤は、2つの表面間に化学結合を生成します。接合したいパーツに液体接着剤を塗布し、それらを押し付け、接着剤が硬化するのを待ちます。異なる接着剤は異なる材料やプロジェクトに適しているため、適切なものを選ぶことが重要です。

接着剤の種類

瞬間接着剤（シアノアクリレート）

瞬間接着剤は数秒で硬化するため、PLA、ABS、PETGなどの3Dプリンティング材料の迅速な修理に最適です。入手と使用が簡単です。ただし、接着は応力下で破損する可能性があり、隙間を埋めるのが得意ではありません。表面に白い跡を残すことがあります。

2液性エポキシ

エポキシは非常に強力な接着を生成し、ほとんどの3Dプリンティング材料に機能します。隙間をよく埋め、硬化後に研磨や塗装が可能です。トレードオフとして、硬化に時間がかかり、混合が必要で、汚れる可能性があります。硬化中にパーツを固定するためのクランプが必要です。

PVA接着剤（白い接着剤）

PVA接着剤は安全で、後片付けが簡単です。仮止めやテストフィットに適しています。ただし、強度はあまり高くなく、水に溶けます。PLA、ABS、PETGを使用した教育プロジェクトや仮接合に最適です。

専用接着剤

これらの接着剤は、3Dプリント部品専用に作られています。多くの場合効果的ですが、通常の接着剤よりも高価です。購入前にどの材料に対応しているかを確認してください。

より良い接着のための表面処理

適切な表面処理はより強い接着につながります：

• ほこりや油分を取り除きます—これらは接着を妨げる可能性があります
• 滑らかな表面を軽く研磨して、接着剤がグリップするための粗さを与えます
• イソプロピルアルコールですべてを拭き取ります
• 接着しにくいプラスチックには、プライマーの使用を検討します

接着剤の塗布のヒント

いくつかの重要なステップでより良い結果が得られます：

• 適量の接着剤を使用します—多すぎると汚れや接着の弱体化を招きます
• 接着剤が硬化する間、パーツの位置を合わせたままにします
• 特に構造的な接合部には、必要に応じてクランプを使用します
• 硬化時間についてはメーカーの指示に従います
• ジョイントデザインが強度に与える影響を考慮します—ラップジョイントは直線突き合わせジョイントよりも効果的であることが多いです

プロジェクトのニーズについて考えてください。迅速で簡単な接合には、瞬間接着剤が最適かもしれません。本当に強度が必要なものには、時間をかけてエポキシを使用してください。接着剤をプロジェクトの要件に合わせることで、より良い結果が得られます。

@cicstancoeがQIDI 3D X-Plusプリンターを使用して作成したコンテンツ

方法2：機械的留め具で部品を接合する

ネジ、ボルト、ピン、リベットなどの機械的留め具は、3Dプリント部品を物理的に固定します。接着剤とは異なり、ほとんどの機械的留め具は後でパーツを分解できるため、修理や調整に便利です。

使用できる留め具の種類

セルフタッピングネジ

セルフタッピングネジは使いやすく、広く入手可能です。プリントにネジ穴を設計する場合、PLA、ABS、PETGでよく機能します。締めすぎないように注意してください—プラスチックのねじ山を潰す可能性があります。基本的な接合部やアクセスパネルに適していますが、頻繁な分解には耐えられない場合があります。

マシンネジとボルト

より強い接続が必要な場合、特に頻繁に分解するパーツには、マシンネジまたはナット付きボルトがセルフタッピングネジよりも効果的です。あらゆる3Dプリンティング材料の耐荷重接合部に最適です。トレードオフとして、設計にネジ用の穴とナット用のスペースが必要であり、組み立てには工具が必要です。

ピンとダボ

ピンとダボはシンプルで安価です。パーツの位置合わせや接着接合部の補強に優れています。ヒンジや装飾にも使用できます。単体ではあまり強くありませんが、他の接合方法と組み合わせると効果的です。主な課題は穴の位置を正確に合わせることです。

リベット

リベットは強力で永久的な接合部を作り、薄いパーツに適しています。クリーンな外観を作りますが、取り付けには特別な工具が必要です。柔らかいプラスチックには注意してください—リベットが潰す可能性があります。分解する必要のない剛性アセンブリにリベットを使用してください。

機械的留め具のための部品設計

3Dモデルには、留め具のサイズに合った穴が必要です。ネジやボルトの場合、ナットと工具アクセスのためのクリアランスを追加します—ドライバーやレンチを収めるスペースが必要です。上級ユーザーはモデルにネジ用のねじ山を作成できますが、これにはサイズと間隔に細心の注意が必要です。設計段階での適切な計画により、組み立てがはるかに簡単になります。

組み立てのヒント

• 硬いプラスチックにはネジ用の下穴を開けます
• 締めすぎないようにします—プラスチックのねじ山は簡単に潰れます
• ボルトにはワッシャーを使用して圧力を分散させます
• より強いねじ山には、ヒートセットインサートを検討します

鍵は留め具をニーズに合わせることです。接合部の強度と後で分解する必要があるかどうかを考えてください。

方法3：3Dプリント部品を溶接する

熱溶接は、接合部でプラスチック部品を溶かして接合します。フィラメント溶接ペン、超音波装置、または化学溶剤を使用してこれらの接着を作成できます。各方法は異なる方法で機能し、特定の用途があります。

3つの溶接方法

フィラメント溶接ペン

3Dプリンティングペンは溶接ツールのように機能します。手頃な価格で、隙間の埋めや複雑な形状の接合に適しています。PLA、ABS、PETGで機能します。きれいな溶接には練習が必要ですが、修理や他の接合部の補強に役立ちます。主な欠点は他の方法よりも遅く、溶接強度がスキルに依存することです。

超音波溶接

この産業用方法は、非常に迅速に強力で一貫した溶接を作成します。ABS、PC、PPプラスチックで効果的です。ただし、ほとんどのホビイストがアクセスできない高価な機器が必要です。主に多数の同一部品を接合する必要がある製造業で使用されます。

溶剤溶接

警告： この方法は特別な注意が必要です。化学物質を使用してプラスチックを溶かして融合させ、非常に強い接合部を作成します。ただし、主にアセトンを使用したABSプラスチック用です。溶剤は危険な場合があります—適切な換気と安全装備が必要です。溶剤を過剰に使用するとプラスチックを弱める可能性があります。PLAでは試さないでください。初心者はこの方法を避けるべきです。

重要な安全ポイント

• 類似の材料のみを溶接します
• 反りを防ぐために熱を慎重に制御します
• 特に溶剤を使用する場合は換気の良い場所で作業します
• 最も強い接続には突き合わせ継手または重ね継手を使用します

溶接ペンの使用のヒント

• 溶融フィラメントを安定した制御で塗布します
• 溶接を薄い層で積み上げます
• 必要に応じて外観のために溶接部分を研磨します

材料とニーズに基づいて溶接方法を選択できます。ほとんどの家庭用プロジェクトでは、フィラメント溶接ペンがコストと使いやすさの最良のバランスを提供します。

方法4：インターロッキングパーツの設計

インターロッキング機能は、3Dモデル自体に設計された形状を介してパーツを接続します。パーツは接着剤やネジなしでクリック、スナップ、または圧入で接続されます。一部の接続は後で分解でき、他の接続は永久です。

インターロッキング機能の種類

スナップフィット

これらのジョイントは、曲がって対応するスペースにスナップするフックやタブを持っています。ケース、蓋、時々開ける必要があるパーツに最適です。設計が簡単で組み立てに工具を必要としませんが、時間の経過とともに弱くなり、適切に機能するために精密な印刷が必要です。

アリ溝ジョイント

アリ溝はロックするくさび形を使用します。引き離しに強く、見た目も良いです。家具や強度が必要な構造部品に適しています。設計と印刷に多くのスキルが必要ですが、しっかりとした接続を作成します。

ほぞ穴ジョイント

一方のパーツには他方のパーツの穴（ほぞ穴）にフィットするタブ（ほぞ）があります。比較的設計が簡単で、パーツの位置合わせに適しています。追加の強度のために、接着剤やピンを追加できます。これらのジョイントはフレームや家具に適しています。

圧入ジョイント

パーツは摩擦によってしっかりとフィットするように設計されています。シンプルですが、非常に正確な印刷が必要です。圧入はギア、ベアリング、ノブに適しています。組み立て中は注意してください—力をかけすぎるとパーツが割れることがあります。

設計要件と測定

インターロッキング機能を正しく実現するには、適切な設計から始まります。CADソフトウェアを使用して精密な測定を行います。プリンターと材料がフィット感に与える可能性のある影響を考慮します。パーツが適切にフィットするかどうかを確認するために、最初に小さなセクションをテストします。材料の選択を考えます—一部のプラスチックはスナップフィットにより適した柔軟性を持ち、他のプラスチックは圧入により適した剛性を持ちます。

組み立て方法と技術

最終組み立て前にパーツを試しに合わせてみます。パーツを接続する際は優しい圧力を使います—ソフトハンマーやパッド付きプライヤーが役立ちます。きついフィットの場合は、シリコングリースを少量使用すると組み立てが容易になります。

良好なインターロッキング機能は組み立てを高速化し、追加の留め具を不要にします。鍵は慎重な設計とテストで、フィット感を適切に調整することです。

接合技術で3Dプリントをより良くしよう！

機械的留め具は後で分解することを可能にします。溶接は強力で継ぎ目のない接続を作成します。インターロッキングディテールは余分な部品を排除します。何を作っていて、それがどのように機能する必要があるかに基づいて方法を選択してください。シンプルなビルドは瞬間接着剤のみを使用でき、複雑なビルドは一連の異なる接合方法を使用できます。まず材料の小さなピースでテストし、接着剤や溶接材料を適用する際は常に安全プロトコルに従ってください。