Design Challenge #02

Snap-fits die niet afbreken: maak de arm langer, niet dikker

Waarom breken snaphaakjes? Bij het buigen wordt de buitenkant van de arm uitgerekt. Die rek neemt toe met de dikte, maar daalt met het kwadraat van de lengte. Bij dezelfde doorbuiging van 0.8 mm rekt een korte arm 3% uit, een twee keer zo dikke arm 6% en een twee keer zo lange arm maar 0.75% (eenvoudige formule voor een rechte balk).

Video in het Engels, met Nederlandse ondertitels.

Wat je leert

  • Maak de arm langer, niet dikker
  • Rond de voet af, laat de haak schuin oplopen
  • Print plat, met de lijnen in de lengte van de arm

Hoofdstukken

  1. 0:00De uitdaging
  2. 0:36Zo werkt een snapverbinding
  3. 0:54Waarom armen breken
  4. 1:37Ontwerpregels
  5. 2:06Printen
  6. 2:36Samenvatting

Pauzeer en raad

Je snaphaakje is gebarsten. Wat pas je aan? (tik voor het antwoord)
  1. Dikkere arm
  2. Langere arm
  3. Grotere haak

Vermeld in deze aflevering

Volledige tekst

Een klikverbinding houdt een deksel, een batterijklepje of een behuizing samen, zonder één schroef. De uitdaging van vandaag: ontwerp er een die inklikt, en niet meteen afbreekt.

Je kent het wel. Je duwt het deksel erop, en krak. Het haakje blijft achter. Of het is zo stijf dat je het er niet op krijgt. Of het klikt, en valt weer open.

Pauzeer en raad. Je klikhaakje is gebroken. Wat verander je? A: een dikkere arm. B: een langere arm. Of C: een groter haakje?

Het is B, een langere arm. En een dikkere arm? Die maakt het net erger. We bekijken waarom. En een groter haakje betekent gewoon meer doorbuigen.

Dit is het gratis model van vandaag: een clip en een huls. Schuif de huls eraf, en je ziet twee armen. Elke arm is een piepklein veertje, met een haakje aan het eind.

Duw hem erin, en de schuine kant van het haakje glijdt over de ingang. De arm buigt opzij. Zodra het haakje voorbij het einde is, veert de arm terug, en de vlakke kant haakt vast.

Als een arm buigt, rekt de buitenkant uit. Die rek, in het Engels strain, doet plastic barsten. Voor een eenvoudige rechte arm is dat anderhalf, keer de dikte, keer de doorbuiging, gedeeld door de lengte in het kwadraat.

Buig dus drie armen evenveel, 0,8 millimeter. Een korte arm rekt 3 procent uit. Dubbel zo dik: 6 procent. Dubbel zo lang: maar 0,75 procent. Vier keer minder. Bonus: voor dezelfde doorbuiging duw je de lange arm met ongeveer 8 keer minder kracht.

Denk aan een twijgje en een dikke tak. Buig ze allebei evenveel, en de tak breekt eerst. Voor PLA is een voorzichtige vuistregel: blijf rond twee procent of minder.

PETG buigt verder voor het breekt, dus het vergeeft meer. We vergeleken de twee in Material Match.

Volgende regel: rond de voet af. Een scherpe binnenhoek is waar barsten beginnen. Deze clip heeft een afronding van 0,8 millimeter waar elke arm aan het handvat vastzit.

Dan: vorm het haakje. Een helling van ongeveer 30 graden vooraan maakt inschuiven makkelijk. De achterkant beslist of hij ooit nog loskomt. Recht, en hij blijft vastzitten. Schuin, en je trekt hem los met wat kracht.

Deze clip heeft rechte achterkanten. Om hem los te maken, knijp je de twee haakjes samen en trek je. Daarom buigen de armen naar binnen, in de spleet van 4 millimeter ertussen.

Nu het deel dat makkelijk fout loopt: welke kant boven. Print de clip plat, zodat de geëxtrudeerde lijnen langs de arm lopen. Zet je hem rechtop, dan lopen de laaglijnen dwars door de arm. Buigen trekt ze uit elkaar.

Elke arm is 1,6 millimeter dik: ongeveer vier lijnen van 0,4. Zet je lijnbreedte voor de wanden daarop, houd minstens twee wanden, en de arm wordt bijna helemaal als wand geprint.

En de huls? Elk vlak blijft 0,3 millimeter van de clip, gemeten op het model. Leg beide delen plat. Geen support nodig.

Kort samengevat: maak de arm langer, niet dikker. Rond de voet af en geef het haakje een helling. En print plat, zodat de lijnen langs de arm lopen.

De clip en de huls kun je gratis downloaden. Print ze, knijp erin, en laat in de reacties weten: waar zou jij een klikverbinding op zetten? Ik ben Spoolbert, tot de volgende keer.

Spoolbert

Spoolbert legt per aflevering één 3D-printprobleem uit, met een gratis model om de oplossing te testen. Gemaakt door EMBODY³, een 3D-printatelier in België.

Volg Spoolbert voor de volgende oplossingYouTubeTikTokInstagramFacebook