如何为 3D 打印设计抛物线、双曲线、椭圆形反射器
在本文中,我们将向您展示如何使用任何 CAD 软件根据基本原理设计抛物面反射器。
应用程序
反射器用于工业照明、舞台聚光灯、家居照明、天线信号采集、定向麦克风、扬声器外壳、红外加热器、超声波传感器等应用。
常用的几何形状有球形、椭圆形、抛物面和双曲面。这些形状是简单的圆锥截面。反射器使用这些形状中的任何一种或有时使用这些形状的组合来提高信号收集和传输的效率。
他们都有不同的特点。可以适当地使用这些几何形状来提高设计的有效性。例如,当光源位于焦点时,抛物面反射器将产生平行光束。我们将讨论设计抛物面反射器/收集器和 3D 打印它们。可以设计和3D打印任何锥形截面形状 具有附加功能,使用类似的原则。
从方程到 CAD
在 Autodesk Fusion 360 中建模
这是一种从基本原理在 Autodesk Fusion 360 中建模的方法。
来自 Autodesk 支持的 Andrew Sears 在 Fusion360 用户论坛中提到了这种方法。我已经更详细地解释了所涉及的步骤。
Autodesk Fusion 360 中的设计步骤基于可用空间。我们可以从一些基本参数开始,比如直径D
和高度 h
.让我们考虑 D=80
和 h=30
.
第 1 步
用Base=D=80
构造一个三角形 和 height=2h=60
.
从底边的中点画一条垂直于斜边的线。让我们称这个偏移量为 distance
并测量它。在这种情况下,它恰好是 distance=33.282
.
第 2 步
将斜边、底边和轴围成的区域绕轴线旋转,生成圆锥体。
生成一个切平面并复制(或移动)偏移距离(33.282),使其通过偏移距离线和基线的交点并分割主体。
第 3 步
分裂平面有我们需要的抛物线。我们现在复制抛物线并将曲线偏移到所需的厚度(比如 3 毫米)之外,然后旋转截面以获得我们开始使用的抛物线反射器。
从CAD到原型
3D 打印是实现设计验证、功能测试和小批量制造的绝佳方式。
在与 3D 打印服务提供商进行迭代时,您还可以考虑美观、易于打印、安装安排等。这是带有集成安装夹具的抛物面反射器的示例。
Stratnel 提供设计咨询和印刷服务,让设计师能够使用增材制造快速行动并完成更多工作。
本文最初由 Stratnel Technologies LLP 的首席执行官兼创始人 K. Padmanabhan 撰写,我们已在他们的许可下重新发布。
3D打印