这款双口连通的U形结构件,最初的设计需求来自文创家居领域的定制置物场景,同时也可适配小型流体回路的可视化演示、实验室小型管路转接等小众工业场景,并非单一功能的摆件类产品。从结构落地的角度看,整体采用等径U形弯转的主体构型,两个向上的开口端做了多层环形凸起的承插结构,这种结构在家居场景下可以搭配不同规格的硅胶套、装饰盖,实现插花、收纳小型文具、放置洗漱小物件的功能;在工业演示场景中,环形凸起可以提升管路插接后的抱紧力,搭配标准卡箍就能实现低压流体的密封导通,不需要额外加工螺纹或者焊接法兰,拆装效率远高于常规硬管连接结构。
设计阶段最先敲定的是底部的安装边界,整个构件的底部为完整的平面结构,没有任何凸起的分型线或者加强筋,放置在水平台面时,整个底部平面完全与支撑面接触,接触面积占整体投影面积的62%,不需要额外的固定支架就能保持稳定坐姿,即使单侧承口放置重量达到0.8kg的物件,整体重心也不会超出底部支撑的边界,不会出现侧翻问题。两个承口的中心距经过多轮调整,最终设定为承口外径的1.2倍,既保证了U形弯转段的曲率半径足够大,不会出现流体滞留或者置物时的空间干涉,也避免了中心距过大导致整体占地尺寸冗余,适配常规桌面、置物架的摆放空间。
主体壁厚采用均匀等厚设计,整体壁厚偏差控制在0.2mm以内,不管是采用3D打印快速打样,还是采用注塑工艺批量生产,都不会出现壁厚不均导致的缩印、冷却变形问题。承口位置的环形凸起高度为1.5mm,凸起的边缘做了R0.8mm的圆角过渡,既不会因为棱角过于锋利划伤使用者,也能在插接软管或者装饰配件时提供足够的卡紧力,不需要额外涂抹粘接剂就能实现临时固定。U形弯转段的内拐角做了R5mm的圆弧过渡,外拐角对应做了等距偏移的圆弧结构,避免了直角拐角带来的应力集中问题,即使构件受到侧向的冲击力,弯转位置也不会出现应力断裂的情况。
从实际使用的适配性来看,家居场景下,两个独立的承口可以分别放置不同品类的物件,比如一侧放置干花、一侧放置化妆刷,U形的连通空腔还可以储存少量清水,不需要额外搭配盛水内胆;工业演示场景下,整个构件的内壁光滑度达到Ra1.6,流体通过时的阻力远小于直角弯头,透明材质打印的样件可以清晰观察流体在U形管路内的流动状态,适合用于教学演示、小型流体实验的管路搭建。安装时不需要额外的紧固件,直接将底部平面放置在平整支撑面上即可,如果需要长期固定,也可以在底部平面粘贴双面胶或者打密封胶,不会因为底部有凹凸结构导致粘接不牢。
建模过程中,所有的过渡圆角都做了曲率连续处理,没有出现碎面、尖角的问题,不管是导出做渲染效果图,还是导入CAM软件做加工刀路,都不会出现破面、几何错误的问题。承口位置的环形凸起采用阵列特征生成,两个承口的凸起尺寸、间距完全一致,配件的通用性更强,不需要为两个开口单独定制适配的密封件或者装饰件。整体外形没有复杂的侧凹结构,注塑生产时只需要简单的两板模就能完成成型,抽芯结构只需要针对两个向上的承口设置,模具复杂度低,批量生产的成本可控。
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- 软件分类: 通用机械零部件











