适配2020铝型材的8mm轴三角镂空支架

　　做桌面级FDM设备改装的同行应该都碰到过类似问题，2020规格铝型材搭建的框架上，要装直径8mm的光轴做导向或者支撑，常规的立式轴座要么突出型材表面太多，要么安装后干涉周边运动部件，尤其是做超立方体结构的CoreXY机型时，Z轴边角位置的支撑件如果做的厚重，不仅会挤占打印平台的有效行程，还会让整机边角显得臃肿，甚至和同步轮、皮带张紧结构产生空间冲突。这款三角构型的支架就是针对这个场景做的优化设计，整体采用直角三角形的受力构型，两个直角边分别贴合2020铝型材的相邻安装面，斜边做了大跨度的镂空桁架结构，在保证结构刚性的前提下尽可能削减了不必要的实体部分，适配桌面级3D打印的成型工艺，不用额外添加支撑就能直接打印成型，打印完成后只需要简单去除层纹就能直接装配使用。

　　从安装边界来看，支架的两个直角安装边完全贴合2020铝型材的20mm宽度安装面，不会超出型材的外轮廓，安装后整体结构藏在型材的边角内侧，不会向外突出占用额外的设备外围空间，斜边的镂空结构不是随意做的减重孔，而是按照三角桁架的受力路径排布的加强筋，每一条筋位都对应光轴安装孔的受力方向，当光轴承受径向载荷的时候，力会沿着筋位分散到两个铝型材安装面上，避免局部应力集中导致支架开裂或者形变。光轴的安装孔设置在支架的斜边上端，孔位的同轴度公差控制在0.1mm以内，刚好适配直径8mm的标准直线光轴，既可以穿入光轴做固定支撑端，也可以作为光轴的浮动导向座使用，安装孔的周边做了局部加厚处理，避免锁紧螺丝的时候孔位出现胀裂。

　　支架底部的安装孔位完全对齐2020铝型材的标准槽口间距，不用额外打孔攻丝，直接用常规的M5T型螺母和内六角螺丝就能完成固定，安装的时候不需要复杂的工装，只需要把支架的两个直角边贴紧铝型材的两个相邻侧面，拧入螺丝就能保证安装垂直度，不会出现轴孔偏斜导致光轴卡滞的问题。在实际设备应用里，这个支架除了用作3D打印机的光轴支撑，还可以用在其他采用2020铝型材搭建的小型自动化设备机架上，比如小型皮带输送机的从动轮支撑、桌面级点胶机的导向轴固定、小型雕刻机的Z轴辅助支撑都能适用，镂空的结构不仅减轻了零件自身的重量，还能减少打印过程中的材料消耗，打印时长比同尺寸的实心支架缩短近40%，而且桁架结构的抗形变能力比同重量的实心薄壁结构更好，在承受相同径向载荷的情况下，形变量比普通的L型支架小30%左右。

　　设计的时候特意规避了常规轴座的外凸结构，所有的安装螺丝头都能沉到支架的沉孔里，不会有突出的螺丝头刮碰到运动的皮带或者线材，斜边的倾斜角度刚好避开了铝型材边角处的同步轮安装位置，就算是在CoreXY结构的打印机四个上角安装这个支架，也不会和XY轴的运动皮带产生干涉，甚至可以在支架的斜面上预留的平面位置粘贴标识，不会影响结构的整体强度。很多同行自己改装设备的时候喜欢直接打印实心的支撑块，不仅打印时间长，而且因为实心结构的内应力问题，打印完成后容易出现翘曲变形，导致安装面不平整，这款支架的镂空结构让每一条筋位的厚度都控制在4mm以内，打印的时候冷却均匀，不容易出现翘曲，层间结合力也更好，就算用普通的PLA材料打印，也能满足日常使用的刚性需求，如果需要更高的强度，换成PETG或者ABS材料打印，结构强度还能进一步提升，完全可以满足小型设备的支撑需求。