Gewindeeinsätze im 3D-Druck: Einschmelzen statt Schrauben ausreißen

Markierte Begriffe erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.

Schrauben direkt in gedruckten Kunststoff halten anfangs, aber nach ein paar Mal Auf- und Zuschrauben ist das Gewinde ausgeleiert. Für Gehäuse, Halterungen und alles, was öfter geöffnet wird, gibt es Gewindeeinsätze aus Messing. Sie werden mit dem Lötkolben ins Teil geschmolzen und geben dir ein Metallgewinde, das viele Montagen übersteht.

Welche Möglichkeiten gibt es?

Für die meisten Projekte sind Einschmelzmuttern der beste Kompromiss aus Halt, Aufwand und Preis. Der Rest dieses Artikels dreht sich um sie.

Lochdurchmesser: nach Herstellertabelle

Das Loch muss etwas kleiner sein als der Außendurchmesser des Einsatzes, damit der verdrängte Kunststoff in die Rändelung fließt. Die richtigen Maße stehen in der Tabelle des Herstellers, denn die Einsätze unterscheiden sich in Länge und Außendurchmesser.

Beispiel M3: Gängige Einsätze mit 4,6 mm Außendurchmesser und 5,7 mm Länge brauchen laut Herstellerangaben ein Loch von etwa 3,9 bis 4,0 mm. Bauformen mit 5 mm Außendurchmesser, wie sie in manchen Druckerbausätzen verwendet werden, brauchen ein größeres Loch, etwa 4,2 bis 4,4 mm. Für M2, M4 und M5 gelten eigene Werte.

Wichtig: Gedruckte Löcher fallen meist etwas kleiner aus als im CAD. Drucke vor dem eigentlichen Teil einen kleinen Testblock mit Löchern in 0,1-mm-Schritten und probiere aus, welches Maß sauber funktioniert.

Weitere Regeln für das Loch:

• Gerade, nicht konisch. Eine Fase an der Kante ist normalerweise nicht nötig.
• Sacklöcher etwa 1 mm tiefer als der Einsatz lang ist. Dort sammelt sich der verdrängte Kunststoff.
• Senkrecht zur Druckplatte gedruckte Löcher werden runder als liegende.

Wandstärke rund ums Loch

Um das Loch herum muss genug Material sein, sonst platzt die Wand oder der Einsatz dreht sich beim Anziehen mit. Hersteller geben für M3-Einsätze mit 4,6 mm Außendurchmesser eine Mindestwandstärke von 1,6 mm an. Mehr schadet nicht.

Im Slicer hilft es, die Anzahl der Wände zu erhöhen, zum Beispiel auf 3 bis 4. So besteht der Bereich um das Loch aus massiven Perimetern statt aus Infill. Wie Wände und Deckschichten zusammenspielen, steht unter Wände und Deckschichten. Ein höherer Infill hilft zusätzlich, ersetzt aber keine Wände.

Lötkolben-Temperatur je Material

CNC Kitchen empfiehlt, den Lötkolben 10 bis 20 °C über die Drucktemperatur des Filaments einzustellen. Das gibt genug Wärme zum Schmelzen, ohne den Kunststoff zu zersetzen.

Ausgangspunkt ist immer deine tatsächliche Drucktemperatur. Bei Nylon, PC oder faserverstärkten Filamenten gilt dieselbe Regel, die Werte liegen entsprechend höher. Für große Einsätze ab M5 eine dicke Spitze verwenden und die Temperatur leicht erhöhen.

Ist der Lötkolben zu heiß, quillt Kunststoff hoch und das Loch wird zu weit. Ist er zu kalt, musst du drücken, und der Einsatz sitzt schief.

Aufsätze und Werkzeug

Eine normale Lötspitze funktioniert, rutscht aber leicht ab und setzt den Einsatz schief. Besser sind spezielle Einsetzspitzen aus Messing. Sie haben einen Zapfen, der ins Gewinde des Einsatzes greift, und eine Schulter, die gleichmäßig drückt. Es gibt sie als Sets für M2 bis M8, passend zu verbreiteten Lötstationen. Prüfe vor dem Kauf, ob die Spitzen zu deinem Lötkolben passen.

Typische Preise:

• Gewindeeinsätze M3, 100 Stück: etwa 10 €
• Einsetzspitzen-Set: etwa 20 bis 30 €
• Temperaturgeregelter Lötkolben: ab etwa 30 €

Hilfreich, aber nicht nötig: ein Lötkolbenhalter oder ein Ständer, der den Kolben senkrecht führt. Gerade bei vielen Einsätzen sitzen sie dann alle gleich.

Schritt für Schritt

1. Teil fest auflegen. Das Loch zeigt nach oben, das Teil wackelt nicht.
2. Einsatz aufsetzen. Viele Einsätze haben eine Seite, die schmaler ist. Diese zeigt ins Loch.
3. Lötkolben aufheizen auf die Temperatur aus der Tabelle, passende Spitze verwenden.
4. Senkrecht ansetzen und ohne Druck einsinken lassen. Das Gewicht des Kolbens reicht fast. Wenn du drücken musst, ist er zu kalt.
5. Nur etwa 90 % tief einschmelzen, dann den Lötkolben abnehmen.
6. Bündig drücken. Den Rest mit einer flachen, kalten Fläche eindrücken, zum Beispiel einem Schraubendreherschaft oder einer Metallplatte. So sitzt der Einsatz plan mit der Oberfläche.
7. Einige Sekunden halten, bis der Kunststoff wieder fest ist.
8. Prüfen. Schraube eindrehen und sehen, ob sie gerade sitzt. Hochgequollenen Kunststoff am Rand mit einem Cutter entfernen.

Sitzt ein Einsatz schief, kannst du ihn mit dem Lötkolben noch einmal erwärmen, herausziehen und neu setzen. Das Loch wird dabei aber meist etwas weiter.

Häufige Fehler

Weiter mit: 3D-Drucke nachbearbeiten oder Werkzeug für den 3D-Druck.