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2019-09-19 【3D列印快訊】結構設計大集合，你的產品更靈活！(下)
【3D列印快訊】結構設計大集合，你的產品更靈活！(下)
在上次的文章中，我們已經介紹過不可重複拆卸的「一次性」組合結構，本次就要接著為大家介紹更進階的「重複性」結構設計及原理，提供各位更多產品設計結構的方法。（延伸閱讀：結構設計大集合，讓你的產品更靈活！（上））
可拆卸式的「重複性」結構：適合應用於外殼、插頭或上、下蓋…等元件，通常用於需要包覆本體的結構設計。
1.可拆式卡扣
此款設計可以在物體組合後緊密結合，並可以阻擋從垂直方向分離的力道，但從特定的方向將卡榫鬆脫後仍然可以方便拆解，常見於電子產品的上下蓋、拆裝電池的外殼…等。
（藍色線圖對應右側分件、灰色線圖則對應左側分件，利用些微凸起的三角型同時形成凹槽與卡溝的設計。）
2.固定式螺絲
透過這種設計再也不怕客戶會將產品內重要的特殊零件搞丟！透過在螺絲上增加一圈凸出的圓環，不但可以維持360度轉動；即使外殼拆開後，螺絲仍會與其中一邊的外殼相連。除了零件易於保存以外，在小型零件較多、複雜的原件上也能確保產品被正確地組裝。
特別的是，由於該結構的螺絲是設計在外殼中央的孔洞內，若使用Ultimaker 3D列印機，則需搭配雙噴頭系統及水溶性支撐PVA才能辦到。不過由於SLS無須支撐結構，因此使用SLS技術的Sinterit Lisa進行3D列印仍是此款設計的最佳做法。這些3D列印成品可以適用任何組裝工具，如：平頭螺絲刀、六角扳手…等。（什麼是支撐結構及SLS技術？新手入門：常見3D列印技術比較及原理?）
3.鋸齒螺釘
此款螺釘周圍帶有0.05-0.1mm的間隙，用以透過增加磨擦力的方式組合元件，如果想要將摩擦力降低，則可以透過加大間距的方式減少接觸面積。
4.定位套筒
這種結構同時非常簡單有效，可以想像成類似鑰匙與鎖頭的原理，在插銷旋轉到正確的位置時可以被拔出並將組件分離。如果使用Sinterit Lisa 3D列印機中製作，該結構可以直接一體成形，完全無須分件列印或組裝。
5.對接組合
大面積相互對接的外殼卡榫需要同時考慮成品壁厚及使用方向性，利用像拼圖一樣的簡單概念作組合。
活動式結構：如果你的產品原型需要靈活運作，例如：轉軸、搖桿，那你絕不能錯過以下結構！
1.球形接頭
這種結構設計能提供組合件較大的旋轉角度，也是公仔或人物模型中常見的結構，除了可拆裝的開放式外殼，也能用單次3D列印的方式完成。
2.轉軸或後鈕
這也是門板連接處常見的轉軸結構，不過在這款設計中是可以拆卸的，並且可以在SLS 3D列印機中單次列印完成。
設計重點：考慮應力及張力
在選擇正確的組合結構時，除了正確的尺寸及作用方向，另一個關鍵是施加在組件上的所有力矩。如果模型設計為重載，則可能需要比圖例中更寬的壁厚或更深的凹槽。SLS 3D列印技術非常適用於需要高精度組合件和薄殼設計，特別是由封閉型元素組成、需要極小間隙及誤差值的組件，所有這些示例均適用於如：PA12 Smooth或PA11 Onyx等硬質成型粉末；若考慮美觀性，一體成形的組合方式會是最完美的。