日常做消费电子结构设计时,入耳式耳塞的建模是很典型的曲面练习项目,这类产品看着结构简单,实则对曲面顺滑度、人机贴合度的要求极高,毕竟是直接和人体耳道接触的配件,稍有棱角或者曲面衔接不顺,佩戴时就会产生明显的异物感,长时间使用还会造成耳道压痛。这次的入耳式耳机模型,整体采用圆润的流线型腔体设计,腔体尾部做了渐收的弧面过渡,和出线位置的线材护套自然衔接,没有生硬的折角,既可以避免线材在根部反复弯折造成的内部线芯断裂,也能让佩戴时耳机尾部和耳甲腔的贴合度更好,不会出现硌耳的情况。
从实际应用场景来看,这类入耳式耳机广泛适配日常通勤、移动办公、影音娱乐等多种使用场景,核心功能是将电信号转换为可被人耳识别的声信号,同时依靠入耳式的结构设计形成一定的物理隔音效果,减少外界环境噪音对听音体验的干扰。建模过程中首先要确定的是耳塞套的配合尺寸,通常入耳端的出声管外径要匹配通用的硅胶耳塞套内径,一般控制在4.5mm到5.5mm之间,这个尺寸区间可以兼容市面上绝大多数的通用替换耳塞套,用户可以根据自己的耳道尺寸选择不同规格的硅胶套或者海绵套,不需要单独开模做专属配件,能有效降低后续的生产配套成本。
腔体部分的设计要兼顾内部元器件的安装空间和外部的佩戴舒适度,内部需要预留出声单元、调音孔、分频元件(如果是圈铁结构的话)的安装位置,腔体壁厚通常控制在0.8mm到1.2mm之间,既可以保证外壳的结构强度,避免日常跌落、挤压造成的壳体开裂,也不会因为壁厚过大导致整体重量超标,增加佩戴的坠耳感。模型上腔体外侧的圆形凹陷区域,是预留的触控面板或者装饰件安装位,这个位置的深度要控制在0.3mm左右,刚好可以粘贴装饰片或者触控FPC,不会因为凹陷过深造成积灰,也不会因为太浅导致粘贴的配件容易脱落。
出线部分的线尾护套做了加长的渐细设计,长度大概在15mm左右,从腔体尾部的6mm直径逐步过渡到线材的3mm直径,这种渐变结构可以分散线材弯折时的应力,避免线材在根部出现死折,提升线材的使用寿命。建模时所有的曲面都做了G2连续处理,不管是腔体和出声管的衔接处,还是腔体和线尾护套的过渡位置,都没有明显的棱线,手持触摸的时候触感顺滑,不会有刮手的感觉,后续做表面处理的时候,不管是喷涂橡胶漆还是做UV亮面处理,都不会出现曲面断层导致的外观瑕疵。
安装边界方面,这个耳机的整体长度从出声管端面到线尾护套末端大概在28mm左右,腔体最大直径在12mm左右,这个尺寸属于比较通用的入耳式耳机尺寸,适配绝大多数成年人的耳道尺寸,不会因为腔体过大导致佩戴时撑胀耳道,也不会因为腔体过小容易滑落。出声管的端面做了轻微的倒角处理,安装硅胶耳塞套的时候不会刮伤耳塞套的内孔,拆卸替换的时候也更加顺畅。调音孔的位置预留在内侧靠近耳屏的位置,这个位置佩戴时不会被耳廓完全堵住,可以保证调音孔的气压平衡,避免出现听音发闷、低频浑浊的问题。
从结构设计的角度来说,这个模型的分模线设置在腔体最大轮廓的中间位置,分模线沿着曲面的自然走向布置,没有出现倒扣或者尖角,后续开模的时候可以顺利脱模,不需要做复杂的滑块结构,能有效降低模具的加工成本和生产时的不良率。壳体的上下盖配合位置预留了0.15mm的止口间隙,打胶组装的时候可以保证胶水均匀填充,不会出现溢胶或者壳体配合错位的问题,组装后的壳体缝隙可以控制在0.05mm以内,外观整体性更好。
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