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通过减少材料成本和零件数量，以及提高组装的便利性，设计贴合式组件可以在生产中节省时间和金钱。
虽然在过去的注塑成型中，一直是塑料中捕捉配合的唯一可行的方法，3D印刷在其设计中开辟了新的机遇和挑战。
当然也有挑战!为了帮助你在快速匹配的复杂世界中导航，我们将着眼于关键功能，计算和技巧，以克服设计和原型这些功能的常见问题。
设计您的Snap Fit关节
请注意：公制单位用于所有计算
所有关节都有相似的特征和功能。在其最简单的形式，卡扣配合是一个小突出(钩，珠，或凸点)，在装配过程中被偏转，以抓住配合部分上的凹陷。男性和女性部分的形状，然后决定是否可以分开的关节和力量需要这样做。
出于本文的目的，我们将重点关注简单的悬臂式关节。整本书都被写出来了(比如这里和这里)，但悬臂式(及其变体)是最容易设计的，也是你最有可能遇到的。
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正如你可以在上面的图表中看到的，悬臂节点是由一个固定的自由梁与一个点应用的末端荷载模型。
最坏的情况下，应力和应变发现在悬臂的根部，可以很容易地近似使用经典梁弯曲理论．
由于在设计模型时还不知道确切的力，最常见的是使用挠度和应变而不是力和应力值来设置尺寸。换句话说，您的尺寸将受到挠曲过程中最大应变的限制，而不是组装/拆卸所需的力(配合力)。
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经典光束弯曲理论假设固定端壁是刚性的。然而，部件壁可能与悬臂本身相似的厚度;Q是添加的偏转放大因子以解释为此。
由于刚性壁是根部应变最坏的情况，对于一个简单的套管，让Q为1。
还需要注意的是，返回角会影响关节分离的容易程度。返回角与前角相同意味着在组装和拆卸时使用相同的力。相反，90°的返回角永远不能拆卸，除非使用外部窗口来释放卡扣。
实现计算
现在我们知道设计悬臂关节时需要哪个计算值，让我们来看看如何找到这些值。
有两种方法可以进行这些计算:
- 材料:你已经选择了你的材料，找到了它的允许应变，并可以设计你的尺寸来适应它。
- 尺寸:你的主要尺寸是固定的，你可以选择适合的材料。
找到可接受的应变极限
为了找到可接受的应变极限，使用材料的屈服应力和弹性模量的公式如下:
∈=σ/ E
∈弹性模量[MPa]， σ =应力[MPa]， E =应变[%]
应变=应力/弹性模量=长度变化量/初始长度[%]
专家提示:3D打印的部件将有应力随轴而变化，因此为了获得最佳强度，确保关节的悬臂部分沿着X-Y平面建造，而不是沿着Z轴移动。如果你的悬臂只能建在Z轴上，注意断裂伸长率会降低50%，抗拉强度会降低20-30%。我们建议将Z轴悬臂梁的允许应力/应变降低50%。问Fictiv当上传部分，如果你有问题在这里。
以下是一些常见3D打印材料的可接受应变值:
| 材料 | 可接受的应变 |
|---|---|
| 腹肌 | 20 - 40% |
| verowhite. | 10-25％ |
| 透明的 | 10-25％ |
| 腹肌 | 7% |
| pl | 4 - 8% |
| 尼龙 | 4-15％ |
这里有一些计算的应变率不同的壁厚，挠度，和悬臂长度，以帮助你开始。
改变你的横截面
如果你已经计算了你的尺寸，选择了你的材料，可接受的应变率仍然太高，最好的解决方案是改变悬臂的横截面。最常见的变化包括使宽度或厚度变细。
4常见问题+解决方案的设计配合
下面是一些解决方案，以解决工程师在设计快速配合组件时面临的其他常见挑战。
1.蠕变/应力松弛
热塑性塑料特别容易受到蠕变的影响，蠕变是指材料在应力作用下的逐渐的、永久的变形。随着时间的推移，这可能会损害男性和女性部位之间的联系，甚至使其变得无用。
解决方案：请确保您的阳、阴部件的设计是这样的，当在组装过程中可能发生偏转时，在正常的组装使用过程中，部件不会受到长时间的弯曲或拉应力。
2.应力集中器
锋利的角落集中悬臂根的应力，导致它剪切。
解决方案：确保没有尖锐的角落来集中应力，特别是在悬臂的拉伸侧。使用半径或倒角来减少这一点。
3.疲劳或重复加载失败
在应力远低于材料额定应力的情况下，重复组装和拆卸扣式接头可能会导致失效。疲劳失效通常发生在高加载频率(如果不是上千次的话，也有几百次)。
解决方案：如果您预期组件的高周期频率，那么使用S-N曲线仔细选择抗疲劳材料是至关重要的。
4.公差
公差不对，你们的零件不能装配在一起。
解决方案：关于缝隙的经验法则:
- 0.2 mm的紧密配合
- 0.4mm滑动配合和枢轴接合
- 0.3mm为一个紧密配合的snap接头
主要收获
我们在此处划伤了表面，如果您想要更深入的信息，请查看以下某些资源。
为快速配合进行设计是一个复杂的迭代过程，但是如果您遵循本文中介绍的简单工程最佳实践，您可以改进快速配合关节的初始功能并缩短原型生命周期。
进一步的阅读
对于更深入的分析卡扣拟合设计并深入进入材料特性，请检查以下导向器。
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