如何组装3D打印部件？

3D打印可以创建复杂的物体，但为了充分发挥其潜力，有时需要将一个物体分解成几个独立的部分。无论是生产超出打印机处理能力的体积、连接各种材料、创建复杂的几何形状、减少支撑数量还是优化机械性能，连接都是3D打印中特别有用的技术。

组装方法的选择取决于几个因素：所用材料的类型（PLA、ABS、PETG、树脂等）、所需的机械抗性、最终的美观度、未来拆卸的可能性，以及物体的最终应用。在本指南中，我们探讨适合增材制造的主要装配方法、它们与打印材料的兼容性以及有效实施这些方法所使用的技术。

可以考虑所使用材料的机械性能来创建允许将零件卡在一起的夹子。

组装3D打印部件的不同方法

粘接

粘合是连接3D打印部件最简单的解决方案之一。然而，根据材料使用合适的胶水至关重要。

最常用的胶水有：

氰基丙烯酸酯（强力胶）：这种瞬间胶非常适合PLA和树脂。它提供快速和干净的固定，但其缺乏灵活性，这可能会对受到机械应力的部件造成问题。有些强力胶干了之后会留下白色残留物，所以最好在看不见的地方使用，并避免过量。气溶胶活化剂可以加速凝固并使组装更容易。为了方便组装，可以使用气溶胶活化剂，这可以大大减少胶水的凝固时间。

环氧树脂：非常坚固，适用于ABS、PETG和树脂。这种双组分胶水通过化学反应变硬，具有很强的粘合力。然而，它在固化过程中会产生热量，从而使薄部件变形。

PVC胶水：主要用于ASA和ABS，它允许表面部分融合，从而产生比简单的表面粘合更强的粘合力。

特定粘合剂：聚氨酯胶、氯丁橡胶胶和热熔胶有时用于柔性或临时组件。

塑料焊接

一些技术可以通过部分融合材料将各个部件“焊接”在一起。

化学焊接：使用溶剂使零件表面轻微溶解并融合在一起。丙酮通常用于ABS，而其他溶剂适用于ASA和PVC。焊缝固化后，此方法可产生干净、看不见的表面。

热焊接：该技术涉及使用热源，例如热风枪、烙铁或摩擦焊接。使用烙铁局部熔化塑料并连接零件，而摩擦焊接则使用旋转元件（例如灯丝棒）通过摩擦加热和焊接表面。

超声波焊接：该技术主要用于工业领域，利用高频超声波振动将零件熔合在一起。它特别适合ABS等热塑性塑料。

螺纹嵌件特别适合用于拧紧3D打印部件，并允许轻松拆卸和重新组装它们。（图片来源：Markforged）

机械组装

对于需要可拆卸紧固或具有高机械强度的部件，机械紧固组装是理想的选择。

螺钉和螺栓：添加螺纹孔或插入加热的黄铜嵌件可形成坚固、可拆卸的紧固件。螺纹可直接建模或打印后攻丝。

钉书钉和铆钉：此解决方案适用于永久性组件，常用于需要耐用支撑的薄部件。

磁铁、垫圈和按扣：在打印的外壳上添加磁铁（可以在3D打印过程中将它们添加到零件中）可以创建实用且可拆卸的紧固件。卡扣式锁也是一种有效的选择，利用某些塑料的柔韧性来实现无需胶水的机械锁。燕尾榫、其他接头或铰链的集成使得各部分无需胶水或螺丝即可连接在一起。

物质的化学键合和融合

一些技术使用化学剂或附加材料来加强零件之间的结合。

UV树脂：非常适合SLA/DLP打印，UV树脂通过在零件之间涂抹少量液态树脂来形成坚固、精确的接头，然后在紫外线下固化。

兼容长丝的热熔：该技术使用熔融长丝（可与3D笔一起使用）来形成类似于热焊接的强力粘合。

3D笔还可用于将3D打印部件融合在一起。（图片来源：3Doodler）

成功组装的秘诀

在将两块物体粘合在一起之前，必须清洁和打磨接触面。打磨会增加表面的粗糙度，从而改善接触面和胶水的毛细作用。这使得粘合剂能够更好地渗透和更有效地粘附，从而确保更牢固的粘合。

如果在组装之前忽视了对零件的对齐，则可能会造成结构和外观缺陷，而且一旦胶水干燥，就很难纠正。在修理之前花时间正确定位零件至关重要。使用夹具或装配指南对于简化对齐非常有帮助。

为了最大限度地提高粘合力，还建议使用夹具或重物固定部件并施加压力，以使胶水凝固。

涂抹薄层胶水也很重要，因为过多的胶水可能会产生明显的过剩现象并影响组装的强度。

打印部件时，考虑层方向非常重要。3D打印中的薄弱区域通常位于层之间，这会影响组件的强度。调整零件方向以尽量减少这些弱点是一种很好的做法。

使用与印刷材料不兼容的粘合剂会严重损害粘合性并使组装无效。根据所用的塑料选择合适的粘合剂非常重要。

打磨既可以最大限度地提高胶水的附着力，又可以对组装好的部件进行后处理，以获得完美的效果。（图片来源：EProjets Lab）

调整不当或过于刚性的卡入式部件可能会在组装过程中损坏，尤其是在材料缺乏柔韧性的情况下。建议测试原型的公差并相应地调整打印设置。

最后，一些胶水和树脂在固化时会释放热量，这会导致打印部件翘曲。因此，建议在进行最终组装之前先在样品上测试产品的效果。