3D打印的真正威力在于零件的無(wú)限定制。當(dāng)您將3D打印與現(xiàn)有材料結(jié)合使用時(shí)，這變得尤其強(qiáng)大。我一直在開(kāi)發(fā)一些簡(jiǎn)單的技巧，通過(guò)一種新穎的技巧或者兩種技術(shù)，使你可能已經(jīng)知道的通用緊固件和印刷連接器成為鋁型材的完美搭配。
3D打印機(jī)的工作時(shí)間足夠長(zhǎng)，我們的想法不可避免地超出了我們的打印量。根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)，可能會(huì)分成幾塊，然后將它們粘合在一起。但通常一個(gè)更大的項(xiàng)目也會(huì)提出不適合塑料的更高結(jié)構(gòu)要求。
我們這些幸運(yùn)地?fù)碛衅恋墓ぷ魇业娜丝梢赞D(zhuǎn)向大型項(xiàng)目的木工，焊接或金屬加工。無(wú)論您有沒(méi)有這種選擇，鋁型材梁都能提供我們需要的結(jié)構(gòu)，以便更快地完成工作。作為額外的好處，3D打印可以使鋁型材更容易，更便宜。
（圖1:3D打印機(jī)鋁型材構(gòu)架）
這些頁(yè)面并不陌生鋁型材梁。我們對(duì)它們進(jìn)行了總體概述，并且我們已經(jīng)看到許多使用擠出的項(xiàng)目，如 衛(wèi)星跟蹤器，魔方解算器和自動(dòng)無(wú)人機(jī)充電站。許多流行的3D打印機(jī)具有鋁型材框架，因?yàn)樗鼈儽?D印刷塑料具有更高的強(qiáng)度和更好的尺寸公差。
但是連接器的選擇很快就扼殺了創(chuàng)意，因?yàn)槟夸浿薪^大多數(shù)的連接器都是針對(duì)一種或另一種風(fēng)格的90度連接。成角度的連接器是少數(shù)，并且通常僅限于幾個(gè)角度，如30,45和60度。沒(méi)有足夠的銷售量來(lái)證明只有少數(shù)人會(huì)使用角度的連接器。這是我們的3D打印機(jī)重新進(jìn)入圖片的地方，作為小批量生態(tài)零件的工廠。
（圖2:3D打印機(jī)鋁型材梁）
2、自定義并不意味著困難
將定制與庫(kù)存相結(jié)合，使我們能夠利用每個(gè)部件的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目：鋁型材提供通用結(jié)構(gòu)，3D打印塑料以特定項(xiàng)目的方式將它們連接在一起。我們?cè)诟采w3D打印直角連接器之前 （或與拉鏈一起使用），但今天我們專注于3D打印的優(yōu)勢(shì)，以非常精確地構(gòu)建任意角度。
設(shè)計(jì)這些連接器的CAD非常簡(jiǎn)單。通常是為梁本身減去一個(gè)長(zhǎng)方體，接著減去幾個(gè)圓柱體以便為緊固件創(chuàng)建安裝孔。通過(guò)三面螺栓連接（如此處的搖臂示例）通常足以滿足3D打印塑料項(xiàng)目的要求。這意味著我們通?？梢蕴^(guò)“頂部”（相對(duì)于打印床）的側(cè)面，以便于打印。有時(shí)候我們會(huì)非常需要這種力量去處理橋接或其他技術(shù)來(lái)給我們提供第四方面，但是現(xiàn)在我們將把這個(gè)挑戰(zhàn)擱置一邊。關(guān)鍵在于，您可以盡量減少嘗試，并在習(xí)慣時(shí)采用更多的技巧。
3、一個(gè)例子：硬角度很容易
我一直在研究搖臂副組件的設(shè)計(jì)，它是這個(gè)討論的完美例子。它是我正在建造的機(jī)器人懸架系統(tǒng)的一部分。整個(gè)設(shè)計(jì)太大而無(wú)法打印成單件，因此我將物體分成由三維印刷部件連接在一起的鋁片。以下是線框圖：
（圖3：搖臂的三視圖與兩個(gè)鋁型材梁相鄰）
看看這兩個(gè)擠壓部分的相對(duì)角度 - 沒(méi)有擠壓機(jī)供應(yīng)商會(huì)在這些角度上儲(chǔ)存連接器，如果他們確實(shí)沒(méi)有在它的中心處獲得一對(duì)軸承，并且機(jī)械連桿在頂部。這種特定項(xiàng)目的細(xì)節(jié)使該中心成為一次性3D打印的理想選擇。至于武器，我們可以為兩個(gè)長(zhǎng)方形的塑料塊做3D打印工作。但為什么？這里唯一具體的項(xiàng)目細(xì)節(jié)是長(zhǎng)度，即使切割是通過(guò)手持式鋸?fù)瓿傻模溟L(zhǎng)度也可以比相同長(zhǎng)度的塑料打印快得多。
本文重點(diǎn)介紹鋁在哪里與塑料接觸，因此我不會(huì)深入研究設(shè)置角度或去除擠壓區(qū)域的細(xì)節(jié)。但值得注意的是一些通用的3D打印行為強(qiáng)烈影響這種施工技術(shù)。明智地選擇您的圖層方向 - 當(dāng)打印的零件超出極限時(shí)，它們通常會(huì)因沿層邊界斷裂而失效。沿著每個(gè)軸至少使用兩個(gè)緊固件，間隔與梁寬度大致相等，以分散工作量。只使用一個(gè)緊固件就可以將單個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成支點(diǎn)，在我們的印刷部件上增加力量，我們不希望這樣做。
（圖4：搖臂實(shí)物圖）
4、橋梁輔助CAD 橋梁協(xié)助印刷
還有一點(diǎn)需要考慮的是，當(dāng)螺栓孔不能很好地與印刷床對(duì)齊時(shí)，會(huì)突出。我們可以通過(guò)創(chuàng)建覆蓋螺栓孔的薄層（2-3層高度厚）來(lái)幫助我們的打印機(jī)橋接奇怪的螺栓頭表面，該螺栓孔可以在用于其目的之后通過(guò)鉆機(jī)清理。與典型的打印支持解決方案相比，這些打印機(jī)更容易拆卸并消耗更少的材料。
5、SECRET SAUCE：替換T型槽，T型螺母，T-型
一旦我們有一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)和印刷的項(xiàng)目定制連接器，我們繼續(xù)進(jìn)行組裝，在那里我們正面對(duì)另一個(gè)鋁型材件的隱藏陷阱：特種緊固件。稱為T(mén)型槽插入件，T型螺母或類似的名稱，它們的形狀特別適合鋁型材梁的槽。它們也非常昂貴。不一定是絕對(duì)意義上的，但肯定是相對(duì)于相似尺寸的商品六角堅(jiān)果。我們的搖臂示例是為15毫米的Misumi 3系列擠壓而設(shè)計(jì)的 。MISUMI的提供了多種專業(yè)堅(jiān)果此擠壓，便宜的“經(jīng)濟(jì)”模式HNSQ3花費(fèi)$ 8.28為100相反的袋子，可信賴的硬件供應(yīng)商麥克馬斯特-卡爾報(bào)價(jià)為$ 0.88通用M3六角螺母的100袋（目錄＃90592A085)
15毫米米斯米3系列（右）比其20毫米兄弟姐妹5系列（左側(cè)）配套的特殊緊固件顯示更友好，使用通用M3六角螺母（如圖所示）。
在我們屈服于90％折扣的誘惑之前，讓我們快速回顧一下通過(guò)使用通用螺母來(lái)折衷的東西。第一個(gè)也是明顯的障礙是，特定的擠壓梁的輪廓可能不允許使用通用螺母。其次，通用螺母不會(huì)以與為擠出型材定制的螺母相同的程度接合槽內(nèi)表面。這通常意味著我們不能在發(fā)生滑倒之前將螺栓擰緊。第三，更高端的特種螺母通過(guò)其形狀，尺寸或?qū)⒙菽腹潭ň臀坏母郊颖〗饘購(gòu)椈商峁?duì)擠壓的摩擦。呆在位置而不是在插槽中滑動(dòng)的螺母可以簡(jiǎn)化組裝，減少浪費(fèi)時(shí)間并降低組裝者的挫折感。這種勞動(dòng)力節(jié)省可能超過(guò)專業(yè)緊固件的成本。
對(duì)于這個(gè)搖臂的例子來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題不適用，因?yàn)镸isumi 3系列可以容納通用的M3螺母。第二項(xiàng) - 減少緊固件扭矩限制 - 只要它仍然足以滿足我們?cè)?D打印塑料項(xiàng)目中所需的功能，就可以接受。項(xiàng)目三 - 裝配便利 - 我們可以通過(guò)一些聰明的3D打印取回。
我們現(xiàn)在將3D打印的強(qiáng)度（一種用于小批量，特定任務(wù)的物體的工廠）應(yīng)用于鋁型材梁中的通用緊固件。我們的技術(shù)采用專門(mén)為這項(xiàng)工作設(shè)計(jì)的小型工具。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這個(gè)工具有一個(gè)小駝峰可以作為一個(gè)彈簧來(lái)幫助它保持在槽中的位置。然后，由于該工具是沿著將要使用的零件設(shè)計(jì)的，因此我們可以使用托盤(pán)來(lái)設(shè)計(jì)它，以便按照我們所需的距離精確地保持通用螺母的間距。作為一個(gè)額外的錦上添花，我們?cè)诤筇砑右恍┬°^子。這個(gè)鉤子 - 當(dāng)輪轂固定在手臂上時(shí)可以暴露 - 允許我們微調(diào)我們的位置，而不必將事情拆開(kāi)。
（圖5：各部件的連接）
為了適應(yīng)插槽中留下的狹窄空間，工具盡可能薄地打?。?D打印機(jī)噴嘴的寬度。這也使得經(jīng)濟(jì)地使用絲線并且它的印刷速度非?？?，這兩種屬性都可用于一次性物品，因?yàn)橐坏?a href="http://www.fx509.com/product/gongyelv/luomu/">螺栓螺母被擰緊，這種薄的定位工具就不能被移除。盡管如此，這是非常值得的犧牲，因?yàn)樗鼤?huì)讓小型緊固件變成一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)變得令人沮喪。
6、插入工具與相關(guān)零件
試試這個(gè)緊固件方法。我希望你發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)很有用，我期待看到更多的項(xiàng)目將3D打印和鋁型材梁的優(yōu)勢(shì)融合到一起，這些項(xiàng)目既不能單獨(dú)完成。如果你對(duì)你的成績(jī)感到自豪，不要害羞通過(guò)我們的提示行告訴我們，或者作為我們的Hackday獎(jiǎng)的入口?？鞓?lè)的建筑！
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