为原型制作坚固的 3D 打印铰链的指南

通过增材制造进行原型制作可以让您看到整个装配体处于工作状态，并在必要时进行调整。然而，即使活动铰链是一个相当简单的概念，3D 打印铰链也会给设置带来一些复杂性。

有一些方法可以通过使用胶带或组装较小的组件来解决它。但是，它们不如将整个零件打印在一起那样有效。在这些情况下的原型也不完全像您的最终产品。

3D 打印铰链是一种出色但复杂的替代方案，可确保您的原型完美无缺。虽然这很困难，但仍有一些方法可以确保您获得最佳结果。

本文将介绍开发出色的 3D 打印铰链的最佳实践，这些铰链运行良好，并确保您的原型正是您所需要的。

3D 打印铰链：简要概述

活动铰链是连接两个刚性部件的最简单的机械元件之一。从门等最小的东西到精致的工业装置，铰链随处可见。

印刷铰链正是它们的名字所暗示的。它们也以相同的方式运行，但不同之处在于它们的设计。制作一个能完全复制原型中原始零件的铰链是一项挑战，但您必须使用正确的材料和技术。

根据经验，重要的是要记住任何 3D 打印的移动组件，包括活动铰链，都需要气隙。您需要在设计中添加这些气隙或负空间以获得最逼真的原型。

但是，在很多情况下，您需要稍微修改设计以使其适合注塑成型或您选择的任何其他制造工艺。

3D 打印铰链用于原型制作的优势

如果您正在寻找一种可行且低成本的解决方案来将两个刚性部件连接在一起，那么铰链是一个很好的解决方案。它们提供了安全且功能强大的连接，可以灵活地打开和关闭事物。

3D 打印铰链具有与任何铰链相同的优势。根据应用的不同，您可以选择部分打印铰链或将整个铰链打印在一起。两者都是可行的方法，但后者更好。这里有几个原因。

1 – 降低成本

活动铰链的操作非常简单。将整个东西打印在一起而不是单独的部分可以降低总体成本。如果您依赖 3D 打印服务，那么您就会知道通过针对所有决定因素，尽可能降低 3D 打印成本的重要性。

您不必在组装或其他后期处理上花费任何时间。但是，由于铰链具有不同的设计要求，因此您在设计阶段需要更多时间。

2 – 增强耐用性

铰链需要反复打开和关闭。 3D 打印整体结构可为您提供所需的额外耐用性，以确保您的原型保持所需的完美状态。

3 – 更好的外观

最后，您可能需要在投资者或老板面前展示您的原型。因此，具有出色表面光洁度的合适铰链可以提供设计的真实画面，并且同时看起来比任何其他常规解决方案都更好。不是很好吗？

为任何原型开发最佳 3D 打印铰链的 7 种方法

现在您已经了解了印刷铰链的基础知识，下一个问题是如何制作铰链。重要的是再次重申，尽管组件本身很简单，但 3D 打印铰链有点复杂。

因此，当您决定开始活动铰链的打印过程时，需要考虑几个因素。其中一些是设计本身、它的尺寸、材料、方向、过程和你做的后处理。让我们详细看看它们。

1 – 3D 打印铰链设计

在学习如何 3D 打印铰链之前，您需要了解它的设计元素。 印刷铰链的设计要求 与普通的非常相似。您需要选择合适的底部半径和更紧的凹槽以获得最佳操作。

设计决定了活动铰链上的压力量。对它施加的压力越大，它就会越早失败。所以，你需要小心。

2 – 铰链厚度

厚度是您在生产阶段需要考虑的另一个参数。铰链最多应有 2 个轮廓，因为它有助于打印过程。

通常，3D 铰链的壁厚与失效前的循环次数之间存在直接关系。但是，您需要注意制造难度和拉伸应力，这些拉伸应力也会随着材料的厚度而增加。

3 – 材料属性

铰链需要力量、耐力和柔韧性。无论您选择什么材料，都需要根据反复操作，具有高冲击强度和适当的材料性能，而不必担心。

4 – 适合作业的打印机

并非每台 3d 打印机都是一样的。专家们知道，不同种类的打印机适用于不同种类的材料和设计。作为设计师，您需要确保使用最佳组合以获得出色的效果。

合适的打印机将为您提供最佳的成本和多功能性。打印铰链或任何其他 3D 打印原型具有先天优势。您无需任何额外设置即可测试设计的大量迭代和变体。因此，您选择的打印机也应该具备您所需要的特性。

5 – 打印方向

根据您使用的打印机类型，您需要小心选择的飞机。例如，零件在水平面上的 FDM 打印机可提供更大的强度。在打印阶段，您需要注意您选择的设置和校准。否则，你的铰链就不会那么有效了。

6 – 3D 打印过程

除了工艺和材料，您还需要注意您选择的技术。适用不同的设计规则和以下 3D 打印过程 与活动铰链配合使用效果最佳。

1. 熔融沉积建模 (FDM)
2. 选择性激光烧结 (SLS)
3. 材料喷射

7 – 后处理

一般来说，3D打印材料不需要任何后处理。但是，您可以在打印过程后通过退火来提高疲劳性能。

退火是一个简单的过程，您可以加热材料直到它变得柔韧。一旦达到该温度，您就需要等待它冷却下来。重复多次，您的打印铰链将能够承受更多负载并提供更好的效果。

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3D 打印铰链示例

既然您已经了解了 3D 打印铰链的好处，那么是时候看看您可以获得的#D 打印铰链的一些流行变体了。其中一些是实际原型，而另一些则是简单的概念证明。

以下是印刷铰链设计的 5 种顶级变体。

参数铰链

参数化铰链可能是最简单但用途最广泛的变体。您可以在门或任何其他需要连接两个刚性元件的组件中找到它。

对于 3D 打印铰链，这种变化需要技巧和正确的技术特性。做对了，它可以帮助原型设计，甚至可以用它来加强或更换日常应用中的故障铰链。

包夹

这是另一个设计极其简单，国内应用众多的常见物品。这是一个简单的折叠件，可以放在打开的袋子上以再次密封。袋夹上的单线可以让您以更长时间保持新鲜的方式储存必需的食物。

铰链盒

由于其包装潜力，这种概念验证在消费行业中有许多应用。然而，铰链在该领域的应用非常有限。

关节机器人

这是另一个具有很多多功能性的铰链应用。您可以将球窝接头和铰链结合起来构建多个项目，包括机器人或小雕像的设计。

电缆链

电缆拖链由许多连接铰链组成，在工业机械、电梯等方面有多种应用。使用 3D 打印铰链对其进行原型制作可以帮助您完善设计并确保其可行性。

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关于 3D 打印活动铰链的常见问题解答