나사산 허용 틈새는 적층 한 층의 약 8분의 1입니다

r/3Dprinting에는 같은 질문 두 가지가 계속 올라옵니다. 하나는 프린트한 나사산의 공차가 선반 가공과 비교해 얼마나 나쁜지 대놓고 묻습니다. 다른 하나는 접착제나 금속 없이 소품 한 벌을 조립할 수 있도록 CAD에서 몇 주 동안 “나사산 프로파일부터 공차 오프셋까지” 모든 것을 다듬었다는 설계자의 보고입니다. 첫 질문에 가장 좋은 반응을 얻은 두 답은 모두 결국 나사산을 쓰지 말라는 것이었습니다. 이 모든 것을 설명하는 숫자가 하나 있으며, 그 숫자는 공차 표준에 있습니다.

나사가 암나사 블록으로 들어가는 단면으로, 마주 보는 나사산 플랭크 사이에 좁은 붉은 틈이 있습니다.

표준이 남겨 두는 틈새

나사산 등급의 문자는 공차 위치, 곧 사양에 의도적으로 넣은 틈새입니다. 여기까지는 숫자와 문자는 서로 다른 질문에 답합니다에서 다룹니다. 그 글에 없는 것, 그리고 이 문제를 결론짓는 것은 그 틈새가 실제로 얼마나 큰가입니다.

ISO 965-1은 이를 지름이 아니라 피치별로, 마이크로미터 단위로 표에 싣습니다.

피치G(암나사)Hg(수나사)h
0.5 mm+200−200
0.8 mm+240−240
1 mm+260−260
1.25 mm+280−280
1.5 mm+320−320
2 mm+380−380

M6 굵은 나사산은 피치가 1 mm이므로 6g 나사에는 26 마이크로미터의 설계 틈새가 주어집니다. 이것이 허용 틈새의 전부입니다. 도금한 볼트가 너트에 끼이지 않게 하는 것이 이 틈새이며, 작은 치수에서 도금이 나사산 공차를 잡아먹는 이유이기도 합니다.

이제 프린터의 단위로 바꾸어 봅니다

널리 쓰이는 층 높이는 0.2 mm, 곧 200 마이크로미터입니다. M6에서 ISO 허용 틈새 전체는 26입니다. 표준이 남겨 두는 틈새는 한 층의 약 8분의 1입니다. 그리고 피치가 1 mm이므로 나사산 형상 전체는 다섯 층 높이입니다.

이 비교는 어느 쪽도 비판하지 않습니다. 공차 체계는 재료를 깎아 내는 공정을 위해 쓰였고, 그런 공정에서 4분의 1층은 거친 단위이며, 체계는 잘 작동합니다. 프린터는 재료를 낱낱의 비드로 놓고, 가장 작은 수직 이동이 나사산 플랭크의 대부분을 차지합니다. 둘은 애초에 같은 단위로 쓰이지 않았고, 그 차이는 사소하지 않습니다.

치수가 작아지면 같은 계산이 더 나빠집니다. 피치 0.5 mm인 M3에서 허용 틈새는 20 µm로 한 층의 10분의 1이며, 피치는 두 층 반입니다. 대략 이쯤에서 사람들이 시도를 그만둡니다.

그래서 모두가 쓰는 오프셋이 그 크기입니다

흔한 해결책은 CAD에서 나사산을 확대하거나 틈새 오프셋을 더하는 것이며, 사람들이 결국 정착하는 값은 0.1 mm 단위입니다. 26 µm 허용 틈새에 비하면 표준이 남겨 둔 것의 8~15배입니다.

사람들이 대충 해서가 아닙니다. 한 층보다 작은 보정은 놓을 수 없으므로, 그것이 공정이 실제로 낼 수 있는 가장 작은 보정입니다. 다만 도면에서 정직하게 밝혀야 할 점이 하나 있습니다. 0.3 mm를 더해서 맞게 된 프린트 나사산은 6g/6H 끼워맞춤이 아닙니다. 시험으로 찾아낸, 지정 표기가 없는 끼워맞춤이며, 확인하지 않고는 구매한 체결 부품과 호환되지 않습니다.

모델링에도 비슷한 함정이 있습니다. 나사산을 호칭 치수로 그리는 것은 기초 편차가 0인 h와 H로 그리는 것입니다. 이는 체계가 제공하는 가장 빡빡한 위치이며, 나중에 도금을 더할 때 일부러 고르는 위치입니다. 호칭 치수로 모델링해서 프린트하면 틈새 0을 요구한 뒤 그 위에 계단을 더한 셈입니다.

방향에 따라 어떤 계단이 생기는지가 달라집니다

프린트한 나사산은 쌓아 올린 윤곽선으로 근사한 나선이며, 근사가 어디에 드러나는지는 부품을 베드에 어떻게 놓느냐에 달려 있습니다.

축플랭크가 근사되는 곳그 밖에 달라지는 것
수직Z 방향, 층 높이 단위. 0.2 mm와 M6 굵은 나사산이면 피치당 다섯 계단나사산이 층간 결합을 가로질러 하중을 받으며, 이는 약한 방향입니다
수평XY 평면, 층 높이가 아니라 압출 폭 단위돌출된 플랭크에 서포트나 브리지가 필요하고, 나사산이 더 이상 둥글지 않습니다

두 방향의 공통점은 나사산 골이 층 사이에서 이미 가장 약한 재료 안의 응력 집중부라는 것입니다. 원래 스레드에서 84점을 받은 댓글은 같은 물리를 반대쪽에서 가리킵니다. 볼트 속을 비우면 하중이 흐르는 방향으로 벽이 늘어나며, 프린트 단면에서 하중을 지는 것은 벽입니다.

경험자들이 내놓은 답

프린트 공차가 선반과 비교해 어떠냐고 물은 스레드에서 가장 많은 추천을 받은 두 답은 표현만 다를 뿐 모두 여기에는 나사산을 쓰지 말라고 했습니다. 매끈한 원통을 프린트해 사포로 맞추십시오. 부품에 너트를 압입하고 나사가 강철과 맞물리게 하십시오. 억지 끼워맞춤으로 한 번에 고정하십시오.

올바른 직감이며, 이 사이트가 사출 성형 플라스틱에 대해 제시하는 사다리와 같습니다. 맨 아래에 단이 하나 더 붙었을 뿐입니다.

선택지얻는 것치르는 것
프린트 나사산두 번째 부품도 금형도 없고 손으로 조립합니다지정 표기가 없는 끼워맞춤, 낮고 예측할 수 없는 하중, 그리고 많은 사이클을 견디지 못합니다
프린트한 보스에 나사 체결금속 나사가 일을 하며, 구매할 부품은 하나입니다나사산이 플라스틱에 성형되므로 토크 범위가 곧 사양입니다. 플라스틱용 나사 참조
열압입 인서트플라스틱 부품 안의 금속 나사산, 그리고 반복 분해추가 공정과, 밀려난 부피를 고려해야 하는 구멍 치수. 플라스틱은 어딘가로 가야 합니다 참조
나사산 없음압입, 스냅 결합, 고정 너트. 흔히 가장 싼 정답입니다한 번 고정하며, 이음은 한 번만 고정된다는 조건을 견뎌야 합니다

프린트와 무관한 이유로 나사 체결 부품이 아예 맞는 부품이 아니게 되는 경우는 나사를 쓰지 말아야 할 때에서 다룹니다.

이 글은 2단계: 나사산를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

ISO 나사산 체계는 실제로 틈새를 얼마나 남겨 둡니까?

ISO 965-1은 이를 피치별로 표에 싣습니다. M6 굵은 나사산인 피치 1밀리미터에서 위치 g는 수나사에 26마이크로미터를, 위치 G는 암나사에 같은 양을 줍니다. 피치 0.5 mm에서는 20마이크로미터, 2 mm에서는 38입니다. 위치 h와 H는 기초 편차가 0, 곧 허용 틈새가 전혀 없으며, 그래서 나중에 도금을 더할 때 이 위치를 고릅니다.

프린트한 나사산에는 왜 그렇게 큰 오프셋이 필요합니까?

보정은 적어도 공정이 놓을 수 있는 가장 작은 형상만큼 커야 하기 때문입니다. 흔한 층 높이는 200마이크로미터이고 M6의 ISO 허용 틈새는 26이므로, 표준은 한 층의 약 8분의 1을 남겨 두는 셈이고 프린터가 겨냥할 대상이 거기에 없습니다. 사람들이 정착하는 오프셋은 0.1 mm 단위로, ISO 허용 틈새의 8~15배입니다. 부주의가 아니라 공정의 한계입니다.

잘 맞는 프린트 나사산도 6g/6H 끼워맞춤입니까?

아니며, 도면에 분명히 밝혀 둘 가치가 있습니다. 0.3 mm 틈새를 더해서 작동하는 나사산은 시험으로 찾아낸 끼워맞춤이며 뒤에 지정 표기가 없습니다. 맞춘 대상 조립품에서는 충분히 괜찮을 수 있습니다. 구매한 체결 부품과 확실히 호환되지는 않으며, 후공정의 누구도 그것이 무엇인지 찾아볼 수 없습니다.

나사산을 호칭 치수로 모델링해야 합니까?

호칭 치수로 모델링하는 것은 기초 편차가 0인 h와 H로 모델링하는 것입니다. 체계가 제공하는 가장 빡빡한 위치이며, 나중에 도금을 더하는 경우를 위해 존재합니다. 이를 프린트하면 틈새 0을 요구한 뒤 그 위에 층 계단을 더하게 되며, 그렇게 모델링한 부품이 고착되는 이유가 이것입니다.

나사산을 어느 방향으로 프린트하는지가 중요합니까?

어떤 근사가 생기고 하중이 어느 방향으로 흐르는지가 달라집니다. 축이 수직이면 플랭크는 층 높이로 계단이 지며, M6 굵은 나사산과 0.2 mm 층이면 피치당 다섯 계단이고, 나사산은 층간 결합을 가로질러 하중을 받습니다. 축이 수평이면 플랭크는 XY 평면에서 압출 폭으로 근사되고, 돌출된 플랭크에 서포트나 브리지가 필요하며, 나사산이 더 이상 둥글지 않습니다.

참고 자료

ISO 965-1:2013은 공개된 미리 보기 PDF에서 읽었으며, 여기에는 1절과 표 1 전체가 실려 있습니다. 이 페이지가 인용한 기초 편차는 모두 지름이 아니라 피치로 정리된 이 표에서 가져왔습니다. 미리 보기는 표 4 중간인 7쪽에서 끝나므로, 기준 바깥지름 2.8 mm를 넘는 치수의 유효 지름 공차 등급은 범위 밖이며 이 페이지는 어떤 공차 등급 값도 인용하지 않습니다. 층 높이 0.2 mm는 커뮤니티에서 널리 쓰는 설정이지 표준이 아니며, 비교는 실제로 쓰는 층 높이에 따라 달라집니다. 실무에서 쓰인다고 설명한 오프셋은 원래 스레드와 더 넓은 커뮤니티가 보고한 것입니다. 이 페이지는 어떤 오프셋 값도 권장하지 않습니다. 값은 프린터, 재료, 압출 폭에 따라 달라지며 저희는 자체 시험을 하지 않았습니다. 인용할 만한 프린트 나사산의 강도 측정 발표 자료를 찾지 못했으므로 하중에 관한 주장도 하지 않습니다. 판에 관한 메모입니다. 여기서 읽은 미리 보기는 ISO 965-1:2013, 제4판입니다. 2026년 날짜의 제5판이 2021년 개정 1을 반영해 이를 대체하며, 위에 링크한 카탈로그 항목과 이 사이트의 다른 글이 쓰는 것이 이 판입니다. 제5판은 읽지 못했으므로 표 1이 바뀌었는지 확인할 수 없습니다. 여기의 값은 2013년판 값이며, 도면에 넣기 전에 현행판과 대조해야 합니다.

문의

프린트한 부품이 구매한 체결 부품과 만난다면 치수만이 아니라 금속 쪽이 갖추어야 할 나사산 등급을 보내 주십시오. 프린트 쪽은 어떻게 하든 시험으로 찾아낸 끼워맞춤이 되며, 다른 한쪽이 어떤 지정 표기를 따르는지 알아야 그 짝을 검사할 수 있습니다.

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