3D打印杂记
从大一开始,就一直憧憬着能够DIY。那时候折腾着电路板,总觉得能给它整一个外壳就好了。所以,在了解到拓竹之后,几经思考,终于入手了,开始了我的3D打印之路。
建模好像一般都是先从草图开始,构造平面。然后从平面开始拉伸。拉伸完也许会基于某个平面再继续绘制草图进行拉伸等操作,最终形成我们所需要的零部件。最后各种零部件再组装成装配体。
build123d
随着 LLM 能力的增强,使得通过语言描述让 LLM 通过 build123d 构建 Python 代码建模得到了可能。相比 OpenSCAD,build123d 提供了更现代化的建模理念以及更高效化建模的方式。以下为对 LLM 进行开发板外壳建模的约束:
硬件参数:
- Bambu Lab P1S,喷嘴直径:0.4 mm
- PLA Basic 1.75 ± 0.03 mm。
FDM 打印补偿:
- 本文所有配合间隙均指打印后的实测间隙,建模时必须叠加打印补偿,不得按名义间隙直接建模
- 竖直小圆孔(螺丝过孔等):模型直径 = 目标实配直径 + 0.3mm
- 六角沉槽:模型对边 = 目标实配对边 + 0.2mm
壳体设计:
- 使用止口进行外壳接合,止口只定位X-Y,止口配合间隙:单边 0.1–0.2mm 滑配
- 壳体紧固不使用螺母,改用双通铜柱+上下各一颗沉头螺丝:铜柱位于壳内,上壳一颗沉头螺丝、下壳一颗沉头螺丝分别从两侧拧入同一根铜柱,共同夹合上下壳。螺纹只咬铜柱金属,不咬塑料。沉头螺丝过孔间隙:螺杆大径 +0.2–0.4mm
- 铜柱防转与定位:铜柱端部落入壳内的六角沉槽,六角腔单边留 0.1–0.2mm,既防止拧螺丝时铜柱空转,又定位其 X-Y。
- 螺丝长度链:两颗沉头螺丝的啮合长度之和必须小于铜柱长度并留 ≥1mm 间隙,严防两螺丝在铜柱中段顶死,单颗螺丝长度 = 该侧壳壁沉头处厚度 + 2–3mm 有效啮合。
- 螺纹只咬金属:不用自攻螺丝、不打预孔、不做打印螺纹
- 壳体纯圆角长方体,无外凸耳、无外凸,表面不许有任何凸出,:需要空间就把外形长大,紧固件一律藏在壳内,在此基础上外壳需要尽可能小巧
- 绝不把端口墙或卡槽墙外移;连接器必须留在插头够得着的位置。
PCB 固定:
- 复用板卡自带的安装孔:一颗螺丝既固定 PCB 又夹合上下壳,PCB和板卡之前需要建立支撑住防止PCB被压弯
- 对于没有安装孔的PCB:一侧壳体按PCB的轮廓建立托盘凹腔承托并定位 X-Y,另一侧建立Z轴压柱。X-Y 凹腔单边必须预留 0.3mm 冗余空间容错;Z 轴压柱的前端需设计成“十字细筋”或微小锥台,利用打印件的局部形变来吸收尺寸误差,避免硬碰硬压碎元件
按键:按键是壳体的一部分:从壳上切出的弹片,与壳一起打印,靠壳体自身的弹性回位。绝不做独立顶针、弹簧或活动零件,适当情况可使用支撑树
铜柱/沉头螺丝规格选取规则
- 当PCB有机械孔时,以其孔位直径选取最优的铜柱/沉头螺丝规格,否则选取M2以尽可能减小壳体体积和干涉
- 双通M2六角铜柱规格:
- 螺纹直径:2,牙距:0.4,六角对边:2.8,螺纹长:6
M2*3、M2*4、M2*5、M2*6、M2*8、M2*10、M2*12、M2*14、M2*15、M2*16、M2*18、M2*20、M2*22、M2*25、M2*30
- M2十字沉头螺丝规格:
M2*4、M2*5、M2*6、M2*8、M2*10、M2*12 - 双通M2.5六角铜柱规格:
- 螺纹直径:2.5,牙距:0.45,六角对边:4,螺纹长:6
M2.5*3、M2.5*4、M2.5*5、M2.5*6、M2.5*8、M2.5*10、M2.5*12、M2.5*14、M2.5*15、M2.5*16、M2.5*18、M2.5*20、M2*22、M2.5*25、M2.5*30
- M2.5十字沉头螺丝规格:
M2.5*4、M2.5*5、M2.5*6、M2.5*8、M2.5*10
打印方向:分模线尽量位于中间方便安装零件,上下壳面位于FDM热床
这个约束对于FDM够用么?
切片软件 Bambu Studio

打印机 P1S Combo

Autodesk Fusion
给立创.泰山派3M开发板,用 Fusion 360 画外壳,给3D打印机打印,一般都是画上下壳,两件式上下壳是绝对主流,因为对 FDM/光固化都最好打:每个零件可以平躺、几乎不用支撑。然后还需要想清楚分模线(分型面)放在哪一层,常见有 底盒 + 顶盖和正中对半分两种分法。
正中对半分看着比较对称,好看。常规做法是底壳留有容纳PCB厚度和PCB地面元器件的高度。
在 嘉立创EDA(专业版),通过 文件 ➡ 导出 ➡ 3D文件... ,导出对象勾选通孔, 然后点击导出得到开发板的 STEP 文件。
数据面板点上传选这个 .step → 处理完双击打开(或 文件→打开)。导进来通常会炸成一大堆独立 body(每个元件、焊盘都是一个体),全选→右键归到一个组件里,重命名"开发板",存盘。