Una vite avvitata direttamente nella plastica funziona le prime volte. Poi il filetto si consuma, la vite gira a vuoto e il pezzo va buttato. Se un componente stampato in 3D deve essere aperto e richiuso più volte, o deve reggere un serraggio vero, la soluzione è quasi sempre un inserto filettato in metallo.
L'inserto però funziona bene solo se la sede è progettata per lui. In questo articolo vediamo come disegnarla, cosa cambia tra FDM, SLS e resina e quando conviene un'alternativa.
Quando serve un inserto filettato
Un inserto ha senso quando almeno una di queste condizioni è vera:
- la vite viene smontata spesso (coperchi, sportelli di ispezione, carter di manutenzione);
- serve una coppia di serraggio che la plastica da sola non regge;
- il pezzo deve accoppiarsi con viteria metrica standard, senza viti speciali per plastica;
- il filetto deve restare preciso nel tempo, anche con vibrazioni o variazioni di temperatura.
Se invece la vite si stringe una volta sola e il carico è leggero, una vite autofilettante per plastica può bastare.
Gli inserti più usati: a caldo e a pressione
Gli inserti a caldo (heat-set) sono boccole in ottone con zigrinature esterne. Si scaldano e si spingono nel foro: la plastica intorno si ammorbidisce, riempie le zigrinature e, raffreddandosi, blocca l'inserto. Sono la scelta più comune sui pezzi in FDM e funzionano anche sui termoplastici stampati in SLS, come il PA12.
Gli inserti a pressione o da incollare non richiedono calore. Sono utili sui materiali che non si ammorbidiscono, come le resine fotopolimeriche già polimerizzate.
Come disegnare la sede
Diametro e profondità
Il diametro del foro va preso dalla scheda del produttore dell'inserto: ogni modello ha la sua misura consigliata, diversa da marca a marca. Non usare il diametro esterno dell'inserto: il foro deve essere più piccolo, altrimenti la plastica non ha nulla da stringere.
Il foro deve essere un po' più profondo dell'inserto. Lo spazio in fondo raccoglie il materiale spostato durante l'inserimento e lascia passare la vite se è più lunga del previsto.
Parete intorno all'inserto
L'inserto spinge verso l'esterno. Se la parete intorno è troppo sottile, si crepa o si deforma. Disegna una borchia (un cilindro di rinforzo) intorno al foro, con una parete abbondante, e collegala al resto del pezzo con nervature invece di lasciarla isolata.
Smusso d'invito
Un piccolo smusso all'ingresso del foro centra l'inserto e lo aiuta a entrare dritto. Senza smusso l'inserto tende a inclinarsi e il filetto finisce storto.
Distanza dai bordi
Tieni l'inserto lontano dagli spigoli del pezzo. Vicino a un bordo la plastica ha meno materiale per trattenerlo e può rompersi già al primo serraggio.
Cosa cambia tra FDM, SLS e resina
FDM
Nella stampa FDM il pezzo è fatto di strati e, dentro, di riempimento. Intorno al foro servono più perimetri pieni: la plastica che stringe l'inserto deve essere materiale compatto, non riempimento rado. Conta anche l'orientamento: meglio che l'asse dell'inserto sia perpendicolare agli strati. Il foro esce più rotondo e la spinta dell'inserto si scarica lungo i perimetri, invece di tendere ad aprire gli strati tra loro.
Tra i materiali, quelli che sopportano meglio il calore, come ASA, PC o i caricati in fibra, trattengono bene l'inserto anche quando il pezzo lavora caldo. Il PLA si ammorbidisce a temperature più basse: per un pezzo che resta al chiuso e a temperatura ambiente va bene, per un pezzo vicino a fonti di calore meglio scegliere altro.
SLS
In SLS il pezzo in PA12 è pieno e omogeneo, senza riempimento. Questo aiuta: la sede lavora in modo simile in tutte le direzioni e la borchia si disegna come in un pezzo stampato a iniezione. Anche qui il foro va dimensionato sulla scheda dell'inserto.
Resina (MSLA)
Le resine polimerizzate non tornano morbide con il calore, quindi l'inserto a caldo non si fissa come nei termoplastici. Per i pezzi in resina MSLA si usano inserti a pressione o da incollare. Le resine tough sono più adatte delle standard, che sono più fragili e si possono crepare se la sede è troppo stretta.
Le alternative all'inserto
- Dado incassato: si disegna una cava esagonale e si inserisce un dado normale. In FDM il dado può essere annegato nel pezzo durante una pausa della stampa. È robusto ed economico, ma serve spazio.
- Vite autofilettante per plastica: niente inserto, solo un foro pilota. Va bene per montaggi definitivi o poco frequenti.
- Filetto stampato: possibile per filetti grandi, come tappi e ghiere. Per le viti metriche piccole è poco affidabile.
Se una vite deve essere smontata più di qualche volta, progetta da subito la sede per un inserto: aggiungerla dopo costa più che prevederla.
Errori da evitare
- Foro uguale al diametro esterno dell'inserto: l'inserto non tiene.
- Parete sottile intorno al foro: la borchia si spacca.
- Foro cieco senza spazio in fondo: il materiale spostato blocca l'inserto prima della battuta.
- Inserto vicino a uno spigolo: il bordo si rompe al serraggio.
- In FDM, riempimento basso senza perimetri extra intorno alla sede.
Come ordinarlo
Quando ci mandi il file, indica nella richiesta quanti inserti servono, la filettatura e il tipo di inserto: l'inserimento rientra tra le lavorazioni di finitura. Se hai dubbi sul materiale più adatto a trattenerli, il consulente materiali aiuta a scegliere. Carica il tuo STL o STEP nel preventivatore online e aggiungi la nota sugli inserti: la sede la controlliamo insieme al resto del pezzo.
Domande frequenti
Quello indicato dal produttore dell'inserto per quel modello specifico. Il foro è sempre più piccolo del diametro esterno dell'inserto, così la plastica ammorbidita riempie le zigrinature.
No, le resine polimerizzate non si ammorbidiscono con il calore. Nei pezzi in resina si usano inserti a pressione o da incollare, preferibilmente con resine tough.
Il dado incassato è robusto ed economico ma richiede più spazio e una cava esagonale. L'inserto è più compatto e si monta dopo la stampa. Dipende da quanto spazio hai intorno alla vite.
