Rhino細(xì)分建模分享 - 完結(jié)篇 鼠標(biāo)3D打印與裝配
作者：SimonChen
Rhino原廠特邀專家講師
對T-Splines ，多邊形造型，3D打印制造有深入的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
經(jīng)過Jessesn前三期的分享，鼠標(biāo)的數(shù)字模型設(shè)計(jì)已階段性完成了，但能否可以拿在手中真正地用起來呢？
因?yàn)槲恼聝?nèi)容較多，所以我們以多篇連載的形式將完整的流程分享給大家：
1.鼠標(biāo)頂部造型建模
2.鼠標(biāo)底部造型與細(xì)節(jié)建模
3.結(jié)構(gòu)拆件
4.3D打印與裝配（完結(jié)篇）
要實(shí)現(xiàn)Jessesn這個(gè)想法，我將使用3D打印機(jī)把鼠標(biāo)原形打印出來，并裝上鼠標(biāo)的電子板零件進(jìn)行驗(yàn)證。
這篇分享文章主要介紹以下幾個(gè)內(nèi)容：
輸出Rhino模型至3D打印機(jī)的切片軟件中
3D打印設(shè)定
試裝配、修整。
01 手感測試模型的導(dǎo)出
鼠標(biāo)一定是要抓在手里使用的，因此握持手感將是我第一個(gè)要驗(yàn)證的題目，但僅僅是針對本次設(shè)計(jì)的外形及尺寸來進(jìn)行，并非專業(yè)考究人機(jī)工程學(xué)。簡單地說，這鼠標(biāo)是否順手和方便使用。
提示:?
● 先對鼠標(biāo)的外形（見第二篇）進(jìn)行手感確認(rèn)
● 確認(rèn)后進(jìn)行拆件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見第三篇）
1.1 在Rhino WIP中使用BoxEdit指令來查看鼠標(biāo)細(xì)分模型Y長、X寬、Z高的尺寸（mm單位）。
提示:?
● 打印前要先確認(rèn)模型的總尺寸是否在3D打印機(jī)的成型尺寸范圍內(nèi)。
● 如模型總尺寸超出可打印范圍，需要對模型進(jìn)行分拆打印或使用更大成型尺寸的3D打印機(jī)。
1.2?使用ShowEdges指令檢查有沒存在外露邊緣，以沒有外露邊緣的結(jié)果（即封閉體）為準(zhǔn)。
1.3 以STL格式導(dǎo)出鼠標(biāo)細(xì)分模型,默認(rèn)的精度設(shè)定是0.01mm，點(diǎn)擊確定。
按以下設(shè)定，點(diǎn)擊“確定”導(dǎo)出模型。
02 導(dǎo)入手感測試模型進(jìn)行切片
2.1 使用Zortrax M200 3D打印機(jī)專屬打印軟件? “Z-SUITE” 中導(dǎo)入鼠標(biāo)STL模型：
提示:?
● 使用FDM打印機(jī)進(jìn)行打印，其優(yōu)點(diǎn)：成本低、成功率高、所用材料的力學(xué)特性很接近實(shí)際產(chǎn)品。
● 如下圖所示，模型會自動放置在打印平臺的中央。
● 藍(lán)色方框代表打印機(jī)的成型尺寸范圍。
如上圖所示，鼠標(biāo)以平放的姿態(tài)進(jìn)行設(shè)置。
2.2 以默認(rèn)設(shè)定進(jìn)行打印設(shè)置，下圖所示：
提示:?
● 設(shè)定打印線材：Φ1.75mmABS
● 設(shè)定每層打印的層厚：0.19mm
● 打印質(zhì)量：高
● 打印填充密度：10%
2.3 切片運(yùn)算后得到以下這結(jié)果：
提示:?
所謂“切片”，簡單講就是3D打印軟件把數(shù)字模型轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能執(zhí)行的動作數(shù)據(jù)(G代碼),大概長成這樣子↓
按默認(rèn)設(shè)定的打印總時(shí)間為5小時(shí)17分，時(shí)間太長了！其原因是有一半打印時(shí)間都耗費(fèi)在“填充”動作上。
2.4 進(jìn)入高級模式（用戶自訂），修改成“薄壁”設(shè)定，以去掉所有填充動作。
打印總時(shí)間為1小時(shí)54分，較原來大幅縮短，但問題來了，看下圖：
問題很明顯，這樣設(shè)置令模型底部出現(xiàn)窟窿，并且側(cè)面出現(xiàn)嚴(yán)重的層剝離現(xiàn)象，不忍直視之。
提示:?
●?打印機(jī)是逐層均厚地進(jìn)行打印的，水平打印的模型會在平面上出現(xiàn)明顯的“臺階紋”，而豎直打印的模型表面會平滑度會更好。
● 層厚設(shè)定越小，打印出的表面就越光滑，但打印時(shí)間會變長。
2.5 通過改變鼠標(biāo)擺放角度，由原來平放改為立起來70°，再進(jìn)行切片。
目前模型與平臺的觸面非常小，需要增加支撐來防止模型在打印過程中出現(xiàn)倒塌意外（手動或讓軟件自動加支撐均可），見下圖。打印需時(shí)：2小時(shí)15分
提示:?
?支撐可手動剝離，但支撐接觸的模型表面不會很光滑。因此，在加支撐時(shí)要考慮哪里是模型的外觀面，想辦法盡量減少外觀面上的支撐。
03 打印手感驗(yàn)證模型
經(jīng)過以上打印設(shè)置后，把打印工程文件傳送至打印即可開始打印。
3.1 打印開始前，首先對機(jī)器的建構(gòu)平臺進(jìn)行平面度校準(zhǔn)，簡稱“調(diào)平”，以下是機(jī)器自動調(diào)平過程。
提示:?
● 目前大部分的3D打印都內(nèi)置自動調(diào)平的功能了，就算是打印小白也能輕松操作。
● 調(diào)平開始后構(gòu)建平臺的表面會加熱至80℃?左右，因此不要用手觸碰到，一切操作都要戴上手套作防護(hù)哦！
3.2 靜待模型打印完成......
3.3 打印結(jié)束后，從建構(gòu)平臺上用斜口平鏟小心地取下模型。
提示:?
● 打印結(jié)束后要待建構(gòu)平臺冷卻至室溫后方可取下模型。
● M200 的構(gòu)建平臺非常有特色，這種洞洞板的結(jié)構(gòu)作用于打印底墊時(shí)能牢固地插在孔洞內(nèi)，起到最大限度地減低模型翹邊現(xiàn)象，從而保證打印的精度。
● FDM打印方式需要在無對流、恒定溫度環(huán)境下進(jìn)行，這樣有利降低因溫差而產(chǎn)生變形的機(jī)率，保證打印精度。
04 手感測試及調(diào)整
4.1 用手即可輕松地剝離模型底部的支撐，然后卡尺測量尺寸是否有變化，結(jié)果OK。
迫不及待地抓上手一試，給我的第一感覺是鼠標(biāo)有點(diǎn)高了（如下圖綠色箭頭所示）：
4.2 要進(jìn)行手工修正總是難免，這正是DIY的樂趣所在，于是斜口剪、平銼刀上場了...
提示:?
● ABS材質(zhì)其中一個(gè)好處就是拋光打磨時(shí)非常輕松，不粘銼、不起團(tuán)。如果打磨的是PLA材質(zhì)就困難多了，銼刀動作稍快一些就變軟粘銼，雖說可以用水磨方式來改善，畢竟操作變麻煩了。
4.3 鼠標(biāo)經(jīng)過打磨減高度后，最后鎖定高45mm的手感較舒適，反饋給Jessesn在Rhino 中進(jìn)行修改，見以下：
05 打印鼠標(biāo)上、下蓋零件
鼠標(biāo)第一個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)目-手感確認(rèn)就完成了，接下來對經(jīng)過簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的上下蓋零件進(jìn)行3D打印。
打印這類類結(jié)構(gòu)的殼體零件比之前那封閉的鼠標(biāo)難度稍高一些，需要更多嘗試調(diào)整不同的擺放角度及調(diào)試相關(guān)參數(shù)，保證打印樣件不超公差且能順利裝配起來。
5.1 經(jīng)測試后，上下蓋采用以下設(shè)定進(jìn)行打?。?/p>
5.2 上下蓋打印過程與上述大同小異，略去。完成后的上下蓋樣件。
圖片所見，各信看官肯定覺這樣件的表面咋這么的粗糙？！是的，與工業(yè)級打印設(shè)備相比是比不上了，但是這類桌面級3D打印機(jī)用于設(shè)計(jì)師快速提案或個(gè)性化DIY上，性價(jià)比超高！可以說很實(shí)用的呢。
06 裝配PCB板
接下來要把鼠標(biāo)的PCB板裝進(jìn)樣件上去，當(dāng)然不會一下子能安裝上，這少不免要動一下銼刀和砂紙進(jìn)行修正了，但總的來說是順利地完成了PCB板的裝配：
6.1 螺絲孔位還是很準(zhǔn)的呢，一下子就對上，擰上4顆M2.5x5的自攻螺釘固定好PCB板。
6.2 有點(diǎn)小Bug的地方就是滾輪的支承架，公差沒有留足，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動起來發(fā)緊。沒關(guān)系，用小銼刀修改一下就改善不少了.....
6.3 需要小心對位的就接收透鏡、光源、傳感器三大核心部件了，這仨如果對不上，鼠標(biāo)是動不起來的。
6.4 把PCB板連接上筆電，再對透鏡前后挪位微調(diào)之后，電腦中光標(biāo)終于能跟隨指揮動起來了！
鼠標(biāo)的上下合攏這個(gè)步驟我還是留給它的主人-Jessesn來做，收到快遞的當(dāng)天Jessesn就完成了鼠標(biāo)的最終裝配，直接用起來了，據(jù)說手感還不錯(cuò)呢。
本連載到此就劃上句號了，感謝在二月里各位關(guān)注和分享本連載，希望大家持續(xù)關(guān)注 Rhino 的細(xì)分建模往后的發(fā)展,未來它必將肋設(shè)計(jì)師快速提案時(shí)一臂之力！
我們將推出一系列在線課程，敬請關(guān)注微信推送，三月見！
