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13 Jul 2014, 7:58

三维打印前零件建模的注意事项示例

本博文以Verotec的一款电器柜外壳上的倾斜脚组件为例,介绍了三维打印中,需要注意的一些细节。

有些时候,当你所使用的设备的某个构件损坏,此时你可能希望用三维打印机为你打印一个替代品。那么,既然如此,我们必须首先对构件进行三维建模,然后导出stl标准三维格式,经特定软件转换成为打印机支持的格式,最后进行三维打印。

下图是我们要打印的倾斜脚组件。

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实物图:

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下图是用三维设计软件绘制的三维图。如果你需要一款免费而且使用简单方便的三维建模软件,RS公司提供的 DesignSpark Mechanical 是不错的选择。本博文并不针对软件教学,所以关于DesignSpark Mechanical软件的使用请参考相关博文:

DesignSpark Mechanical设计实例汇总

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两个构件通过孔轴配合实现转动,构件1上有一个与M4螺钉配合的孔,用于将组件固定在壳体上。

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那么上图和M4螺钉配合的孔的大小我该设置多大呢。三维打印的材料通常为ABS或者PLA,螺钉是金属件,我们可以把螺钉(无需自攻螺钉)直接拧进去。那底孔该打多大呢?我们可以用这个公式计算:

底孔直径d = M – t,其中M是螺纹代号,t是螺距。螺钉的螺距尺寸表可以查看下图。

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根据上表,我们设置构件1上与M4螺钉配合的孔的直径为3.3mm。其次就是构件1和2孔轴配合的问题了。下图是孔轴配合处的剖面图。用游标卡尺测得的孔的尺寸为打印3.3mm。如果你觉得轴太细容易损坏,可以适当加粗。比如设置其为4.0mm,一般的三维打印机的精度为0.1mm,那可以设置孔的尺寸为3.9mm,我不希望构件间的孔轴配合过松,而且如果偏紧的话,打印好的零件的孔我们也是可以通过扩孔器加大的。

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如下图所示,在两构件配合的时候,由于轴的下端切除一部分,有一个斜度,我们可以将构件2沿这个斜度往里塞。

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还有一点需要注意的是轴的长度。也许你希望轴能够稍长一些,这样两构件的配合会更可靠,不过这样的话装配会较之困难,我们可能需要他人的帮助。就如下图所示,一人将构件1掰开,便于另一人将构件2移到孔轴配合处。

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还有需要注意的一点就是,如下图所示,在蓝色框出的区域,构件1切除了一部分实体,这是为了使得两构件的贴靠处为一平面而不是一条直线。

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本博文以倾斜脚支座为例,对其在三维打印前的三维建模阶段所需要的一些注意事项加以说明,其中孔轴径的设置是比较常见的。所以说,在绘制产品的三维模型时,其尺寸的设置要尽量做到有理可依,心中有数。

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13 Jul 2014, 7:58