如何在3D打印模型中使用磁鐵

魔猴君  知識(shí)堂   11天前

磁鐵在3D打印項(xiàng)目中也有許多應(yīng)用。它們不僅可用于娛樂或裝飾應(yīng)用，還可用于快速、可交換的模塊化設(shè)計(jì)，甚至用于網(wǎng)狀床探測(cè)。當(dāng)然，找出將磁鐵整合到打印部件中的便捷而安全的方法也很重要。

在本文中，魔猴網(wǎng)將和大家一起學(xué)習(xí)探討磁鐵在3D打印部件和項(xiàng)目中的一些可能用途，然后通過幾種有效的方法將它們無縫插入到您的打印件中。

一、注意事項(xiàng)

磁鐵的種類繁多（來源：Arnold Magnetics）

在開始使用磁鐵之前，以下是您可能需要考慮的一些事項(xiàng)：

形狀：磁鐵通常為圓柱形或矩形。圓柱形磁鐵更受歡迎，因?yàn)樗鼈円子诎惭b（因?yàn)樗鼈冊(cè)试S更方便的壓入）并且是單向的。它們還有環(huán)形或沉頭形式，用于螺紋配合，我們將在下文中詳細(xì)討論。當(dāng)然，根據(jù)您的應(yīng)用，您還可以使用許多其他形狀。

尺寸：根據(jù)磁鐵所需的強(qiáng)度，選擇合適的尺寸。較大的磁鐵顯然會(huì)更強(qiáng)，因?yàn)樗鼈兙哂懈鼜?qiáng)的磁場(chǎng)。當(dāng)然，您必須選擇適合您所需應(yīng)用的尺寸和形狀。例如，如果您的部件很薄但需要強(qiáng)力磁鐵，請(qǐng)選擇直徑大但高度小的磁鐵（即薄而寬的磁鐵）。

材質(zhì)：釹磁鐵非常受歡迎，因?yàn)樗鼈兎浅?jiān)固（相對(duì)于其尺寸和重量而言），并且根據(jù)具體類型可以承受相當(dāng)高的溫度。通常，您需要將通用磁鐵長期保持在70°C以下以保持其磁性。

當(dāng)然，確保插入磁鐵的極性正確！

二、粘合配合

膠粘配合是最簡(jiǎn)單的方法！（來源：Mattia via Printables）

膠合安裝是最簡(jiǎn)單、最方便的磁鐵安裝方法。您只需使用強(qiáng)力膠、環(huán)氧樹脂或類似材料將磁鐵固定到超大孔中即可。盡管這是最不安全的安裝方法，但它對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說仍然足夠堅(jiān)固。

如果您選擇將磁鐵粘到您的項(xiàng)目中，則必須將孔設(shè)計(jì)得稍微大一些。例如，如果您使用直徑為6.00毫米、高度為3.00毫米的圓形磁鐵，則考慮將孔直徑建模為6.30毫米、高度為3.30毫米。

當(dāng)然，您應(yīng)該根據(jù)3D打印機(jī)的公差調(diào)整此值。如果您的打印機(jī)公差較小，請(qǐng)考慮降低該值；對(duì)于較寬松的公差，請(qǐng)?jiān)黾釉撝?。這可確保磁鐵可以輕松地滑入和滑出孔。

打印后，滴上一滴膠水，然后用力按壓磁鐵。然后，等膠水干了，你的部件就可以使用了。

三、順應(yīng)壓配合

柔性壓配合示例（來源：Gedeon Ang via All3DP）

柔性壓配利用塑料的輕微柔韌性以及柔性設(shè)計(jì)特征來“夾住”磁鐵。這是一種安全而簡(jiǎn)單的安裝方法，不需要任何膠水。但是，為了增加安全性，建議也使用一滴膠水。

在您的設(shè)計(jì)中，根據(jù)3D打印機(jī)的公差，將孔建模為與磁鐵完全相同的尺寸或略大或略小。不過，您需要將孔的高度建模為略大于磁鐵的高度。

然后，添加鰭片或其他兼容部件，使孔可以稍微擴(kuò)大。為了更牢固地固定，請(qǐng)使用更少且更堅(jiān)固的鰭片?？讜?huì)膨脹得更少，并且對(duì)磁鐵的抓握力更強(qiáng)。但是，這也取決于打印機(jī)的公差。例如，如果孔太小，您可能根本無法放入磁鐵。

柔性壓配合孔的示例（來源：Gedeon Ang via All3DP）

或者，您可以對(duì)孔進(jìn)行建模，以便磁鐵可以輕松放入其中。只需添加更多柔性鰭片，這將使孔可以彎曲更多。但是，這意味著固定會(huì)不太牢固。

上圖是設(shè)計(jì)示例。左側(cè)的設(shè)計(jì)顯示更安全、更不柔順的貼合，而右側(cè)的設(shè)計(jì)顯示更靈活、更柔順的貼合。您可以隨意嘗試其他鰭片樣式以獲得柔順的孔以獲得所需的結(jié)果。

打印后，將磁鐵用力按入合適的孔中–如果愿意的話，可以用一滴膠水。

三、擰緊

螺釘用于牢固安裝磁鐵（來源：YGK3D via YouTube）

螺釘固定是一種非常安全的安裝方法。沉頭螺釘用于將沉頭磁鐵非常牢固地安裝到所需部件上。當(dāng)磁鐵應(yīng)暴露在部件外部時(shí)（即為了導(dǎo)電或其他目的），使用此方法。

例如，PCB Klicky Probe使用螺紋磁鐵來確?？煽啃?、安全性和導(dǎo)電性。YouTuber YGK3D有一個(gè)很棒的視頻展示了整個(gè)構(gòu)造。

要設(shè)計(jì)帶螺紋的磁鐵，請(qǐng)?jiān)诹慵袨槁葆攧?chuàng)建孔或其他特征。這可以通過多種方法完成，例如為螺釘自攻的孔、為熱固性插入件的孔或?yàn)槁菽傅牟邸?/span>

打印完成后，將磁鐵擰入部件中。然后，即可使用。

四、嵌入式

如何安裝嵌入式磁鐵（來源：Gedeon Ang via All3DP）

在這里，磁鐵完全嵌入到打印部件中，插入后無法移除或修改。這可以防止它們松動(dòng)，但這也意味著磁鐵會(huì)更弱，因?yàn)樗芰蠒?huì)介于磁鐵和被吸引的表面之間。因此，這種方法對(duì)于需要磁鐵絕緣的部件特別有用。

要嵌入磁鐵，您必須在特定高度暫停打印。我們已經(jīng)分享了如何在Cura中執(zhí)行此操作的指南，但所有現(xiàn)代切片機(jī)都允許此設(shè)置?；蛘撸梢员O(jiān)控打印層高度并在特定高度手動(dòng)暫停打印。

以下是如何設(shè)計(jì)和打印嵌入式磁鐵孔的概述：

1、在部件內(nèi)部為磁鐵建模一個(gè)空心孔。與膠合類似，孔的各個(gè)尺寸（例如，圓柱形磁鐵的直徑和高度）都應(yīng)略大一些，以便可以輕松安裝。

2、切片時(shí)，設(shè)置打印暫停的高度。此高度是孔完全打印完成的層。例如，在上圖中，孔的所有層已在Z=10.00毫米處打印完成。在10.20毫米處，孔上方將打印一層。因此，我們將在完成10.00毫米層后暫停打印。

3、打印暫停后，將具有正確極性的磁鐵插入孔中。

4、插入磁鐵后，恢復(fù)打印，打印將在已插入的磁鐵上繼續(xù)。

現(xiàn)在您已經(jīng)擁有一個(gè)帶有嵌入式磁鐵的成品部件，該磁鐵從外部隱藏起來。

編譯整理：ALL3DP