3D打印产品设计指南：尼龙

尼龙模型是由白色、极细的粉末颗粒构成，产品有较高的强度和一定的柔韧性，可以承受较小的冲击力、耐轻微弯折。模型表面呈现出磨砂、颗粒状外观，有轻微的渗透性。

1、设计规范

2、基本原则、建议及策略

1）壁面厚度

对于3D打印，壁厚是指模型的一个表面与其相对应表面间的距离。壁厚要么让你的壁面坚固结实，要么柔韧易变形。指定很小壁厚的一个典型例子是螺旋结构设计，螺旋结构需要一定的阻尼特性，这种设计使得它轻且柔韧。增加壁厚会产生相反的效果，这对螺旋结构花瓶的设计更为合适。

2）模型抽壳

如果可能的话尽量对模型抽壳，这会避免打印过程中产生变形和污点。你既可以仅仅对模型抽壳，使为烧结尼龙粉末封闭在模型内。也可以设计一个小孔（两个更好），在打印后很容易将未烧结粉末倒出来。

3）大平面会引起翘曲

设计一个A4纸大小的平板是个很坏的注意，大部分情况下你的模型会变形。这一过程被称作“翘曲”。即使你在平面底部添加加强筋，并不能解决这一问题，它甚至会加大变形的概率。关键是在设计时尽量避免出现大的平面结构。

4）运动零件间的间隙

你的设计越复杂，粉末倒出来也越困难，试着想象粉末是如何在产品空间内流动的。

当你设计一些类似项链的结构时，确保你为模型留了足够的间隙。当把产品从打印机内拿出来时，它能让环间粉末很容易流出来。

环间的空间至少保证为0.4mm，能大一些更好，环间的间隙和你换设计尺寸密切相关。对于大环你可以留很大间隙，在有限的空间内可以打印更多的产品。对于小环，你必须限制空间以保证环间的水平、垂直距离。

5）添加纹理以隐藏台阶纹

由于3D打印逐层累积的本质，产品表面经常会出现可见的台阶纹。为去掉这些台阶纹，通常要对模型进行抛光。然而，你也可以在设计时添加纹理来隐藏台阶纹。

6）装配

当设计需要装配的模型时，相连接零件保留足够的间隙非常重要。软件上的完美装配并不意味实际产品也如此，因为软件不会考虑真实世界存在的摩擦力。因此，不同零件间至少留0.6mm距离。

7）凸凹细节

3、尼龙抛光基本原则、建议及策略

打磨（也称机器打磨）是尼龙产品的一道特殊后处理工艺。为得到光滑的表面，将模型放入装有小石头的滚筒，滚筒做高频振动起到打磨产品的作用。

1）只有强度高部分能保持完好

多种因素会导致产品抛光的结果难以预料。其中一个原因是模型的几何特征，每次放入设备的模型结构都可能不同。一般来说，你应当保证所有的壁面厚度不低于1mm。尽管在打印前我们会仔细摆放模型，尽量壁面模型逐层打印时出现薄弱点，但是你的模型某些结构仍有可能比其他部分对抛光作用更敏感。因此，我们建议在设计允许的前提下，尽量为壁面增加“额外厚度”。对有如小柱等细微特征的模型不建议抛光，它们在抛光时很容易被损坏。

2）内表面抛光

前文已经提到，小石头是用来抛光模型表面的。但是，受石头尺寸的影响，它们很容易卡在产品的小内孔处。因为，我们建议所有需要抛光的开孔直径应该大于6.5mm，它能帮助避免出现石头卡孔的现象。同样要注意到，模型内表面始终比外表面抛光要少。实际上，如果开孔小于6.5mm，模型内表面不会被抛光，因为石头没法进入到模型内部。

3）圆边

4）凸凹细节

模型上凸起的细节倾向于被石头打磨掉，确保这些细节凸起高度超过1mm，否则当抛光完这些细节可能会消失。下凹细节问题较小些，因为大多数情况下石头无法进入凹槽，但是边缘仍可能被影响到。从安全考虑，确保凹槽深度大于1mm。

4、尼龙组合件基本原则、建议及策略

一个3D模型文件可以有多个独立的壳体。如果这些壳体是类似锁甲的互锁零件，请参照前文“运动零件的间隙设置”来设计。如果产品不是互锁或者相交结构，需要遵守一些额外的原则。

1）零件你在哪？

2）连接零件

保证你设计的所有壳体待在一起、且可以当做一个零件处理的一种方法是用支撑梁连接所有壳体。所有零件连接良好、支撑梁足够坚固非常重要。保证梁的最小壁厚不小于3mm，小于这个尺寸厚度可能会不够坚固，难以支撑你设计的各个零件。

单个零件越重，连接梁应该越厚。如果零件的连接结构太薄弱，你有丢失零件的风险。为了减轻重量，对厚重零件可以抽壳处理。别忘记打几个通孔，保证零件内部粉末可以倒出来，否则的话零件不会减重太多。抽壳后零件壁厚应当小于5mm。

建议每个壳体有4个坚固的连接结构。壳体越大，正确连接壳体的难度越大，这也是要求设计模型三个方向尺寸之和（X+Y+Z）小于350mm的原因。

3）零件串在环上

4）全封闭盒

最后的方案是在你零件周围设计一个封闭的盒体。因为盒体上没有孔，所有的粉末会留在盒体内。记住给盒体添加类似设计文件名称的唯一标记，这样我们很容易找到你的零件。标记雕刻文字要使用类似Arial Black的易读字体。我们建议字体线宽至少1mm，深度8mm，整体字高至少3mm。

对于烧结盒的壁面，厚度至少1.2mm。注意最后你需要剪开烧结盒取出零件，壁厚越大难度越大。

除了烧结盒特征外，要保持盒内零件及零件与烧结盒内壁间隔大于3mm。如果距离小于这个数值，零件可能会被烧结在一起。

如果烧结盒整体体积大于1700cm3，你要注意盒内零件的密度。零件密度太大会导致产品冷却异常，有可能造成产品发黄或者变形。把模型的总体积限制在烧结盒体积的10%以下。

记住最后所有多余的粉都需要你自己清理出来，准备一个可以接受一些粉尘的工作区，否则使用上面的其他方法。

我们也建议为盒体设计便于开孔区域，这个可以通过开孔实现，如0.8×2mm的长方形孔。

5）网格盒体

建议使用穿孔的盒子，它能允许我们把多余的粉末从零件中取出来。这里是我们建议烧结盒的最小特征尺寸：格线最小壁厚1.2mm，网格尺寸最小4×4mm，网格尺寸最大15×15mm。确保盒内零件无法通过穿孔，所用零件都待在烧结盒内部。通过通孔的零件可能会丢失。

除了烧结盒特征外，要保持盒内零件及零件与烧结盒内壁间隔大于3mm。如果距离小于这个数值，零件可能会被烧结在一起。

如果烧结盒整体体积大于1700cm3，你要注意盒内零件的密度。零件密度太大会导致产品冷却异常，有可能造成产品发黄或者变形。把模型的总体积限制在烧结盒体积的10%以下。

如果盒内有易碎零件，我们建议把这些零件连接在壳体上，它能阻止运输过程中易碎件彼此撞击。否则运输过程中搬运零件会导致盒内零件松散，并互相破坏。

6）结果

注意分组的模型仅提供自然处理。由于上文所述的关于这类模型的限制，并不能保证很好的结果。也可以使用其他的后处理工艺，但是需要非常干净和可接触的零件，对于装在盒体内的分组模型并不适用。

5、模型植绒基本原则、建议及策略

与模型喷漆不同，有些处理不仅会改变产品的外观，也会改变其触摸效果。当对模型进行植绒处理，把合适粘合剂涂于产品表面。然后，纤维织物渗透粘合剂表面以产生想要的丝绒效果。

1）植绒

为模型表面添加丝绒效果的工艺叫植绒，要用到静电植绒设备。首先，把合适的粘合剂涂于产品表面。然后把金属针与模型表面相连并接地。通过植绒机植绒获得负电位，丝绒材料垂直飞向基板，粘附在之前涂的粘合剂上。模型总有个地方会有标记，因为需要插入接地针。因此，我们预期会有直径1.6mm、深度2mm金属针孔，建议在模型不可见部位选择布针位置（比如底部）。

2）尖角与细节

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