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DC主题红色浮雕标识戒指结构设计

项目分类:3D模型 发布时间:2021-10-25 ID:335910
  • DC主题红色浮雕标识戒指结构设计

做这类文创饰品的三维结构,首先要跳出普通工业零件的设计惯性,先从实际佩戴的使用场景倒推参数边界。日常佩戴的戒指首先要适配指围的常规公差,圈口的内圈直径要覆盖主流佩戴尺寸区间,壁厚不能过薄否则容易受压变形,也不能过厚导致佩戴闷汗、卡指,通常这类宽面戒的壁厚控制在1.8-2.2mm区间,既能保证结构强度,日常磕碰不容易出现凹痕,也不会让整体重量超出佩戴舒适阈值。

这款戒指的核心识别点在戒面的浮雕标识,设计的时候首先要处理浮雕和戒圈的过渡衔接,不能出现直角锐边,不然佩戴的时候容易勾挂衣物、刮蹭皮肤,所有浮雕的边缘都要做R0.3-R0.5的圆角倒钝处理。浮雕的凸起高度不能太高,控制在0.8-1.2mm就足够,太高的话日常佩戴很容易被磕碰磨损,时间长了标识边缘会磨花,太低的话光影下的识别度不够,出模的时候也容易出现细节填充不足的问题。

从结构工艺角度考虑,这款戒指如果走失蜡铸造的量产路线,建模的时候就要提前预留缩水余量,不同铸造材质的缩水率有差异,红铜、合金类材质的缩水率通常在1.2%-1.5%,建模的时候要把这个补偿量算进整体尺寸里,避免铸造出来的圈口尺寸偏小无法佩戴。戒圈的整体外弧面要做符合人体工学的弧度过渡,戒面和戒圈衔接的位置要做平滑的曲面顺接,不能出现台阶棱线,不然佩戴的时候会在指侧留下压痕,长时间佩戴舒适度很差。

实际应用场景里,这类主题饰品主要面向影视IP爱好者的日常佩戴、收藏展示场景,所以结构设计还要考虑不同表面处理工艺的适配性,如果做亮面烤漆的红色效果,建模的时候就要保证所有外表面的曲面曲率连续,不能出现建模导致的曲面褶皱、碎面,不然烤漆之后会出现光影不均、橘皮纹的问题;如果做阳极氧化或者金属红的表面处理,就要注意浮雕凹槽的宽度不能过窄,不然表面处理的时候药液无法均匀覆盖凹槽内部,容易出现露底、色差的问题。

设计思路上,没有做传统戒指的对称戒圈结构,而是把标识区域做了局部加宽处理,佩戴的时候标识区域自然落在手指的背侧,加宽的戒面刚好能完整承载标识图案,戒圈从戒面位置向指腹位置逐渐收窄,这样既保证了标识的展示面积,又不会因为戒圈整体过宽导致指腹位置活动受限,日常抓握东西的时候不会因为戒圈太宽卡到指缝。内圈的弧度要做符合手指形态的微弧处理,不是正圆柱结构,而是贴合指根到指节的粗细变化做轻微的锥度,佩戴的时候更容易套入,戴上之后也不容易滑落。

安装边界这里其实就是佩戴的适配边界,圈口的尺寸公差要控制在±0.1mm以内,因为戒指属于贴身佩戴的饰品,尺寸偏差超过0.2mm就会出现过紧卡手或者过松容易脱落的问题。浮雕的细节深度要统一,不能出现局部过深导致铸造的时候产生气孔,也不能局部过浅导致打磨的时候把标识细节磨掉。所有的边角倒钝要均匀,不能出现局部锐边残留,不然后续抛光工序会增加很多工作量,还容易出现抛光过度把浮雕边缘磨圆的问题。

从结构强度验证的角度,建模完成后要做简单的受力仿真,模拟日常佩戴的时候戒指受到的挤压、磕碰载荷,比如日常摘戴的时候的掰张力,磕碰桌面时候的冲击力,保证在常规受力下戒圈不会出现永久变形,浮雕位置不会出现断裂。尤其是戒面和戒圈衔接的位置,是应力集中的高发区域,建模的时候要把这个位置的过渡圆角做足,不能出现壁厚突变,不然受力的时候很容易在衔接位置出现开裂。

另外还要考虑后续加工的装夹定位,不管是铸造后的机加工抛光,还是表面处理的挂具装夹,都要预留不影响外观的装夹位置,通常可以把装夹位选在戒圈的内圈侧,后续抛光的时候可以把装夹痕迹抛掉,不会影响外表面的外观效果。如果是做3D打印的手板验证,建模的时候不需要额外加支撑位,因为戒指的结构属于自支撑结构,外弧面的倾斜角度完全满足FDM或者光固化打印的自支撑要求,打印的时候不会出现塌陷问题,能减少后续打磨支撑的工作量。

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