日常做小批量电子原型验证的时候,经常遇到零散插针排布、临时固定的需求,尤其是做面包板外接模块、定制化转接单元的时候,单根插针手动排布不仅效率低,还容易出现针脚歪斜、间距偏差的问题,后期焊接或者插接的时候很容易出现接触不良的情况。这个结构就是针对这类场景做的设计,把所有插针和固定基座做成一体打印的结构,不需要额外组装插针,打印完成后只需要轻轻掰动每个插针根部的小连接标签,就能让插针和基座之间的连接断开,让插针成为可以独立活动的单元,既保证了打印过程中所有插针的位置精度,又省去了后期逐根安装插针的工序。
从结构设计逻辑来看,整个基座采用圆角方形的壳体结构,边缘做了R3的圆角过渡,避免打印过程中出现尖角翘边的问题,同时也能减少使用过程中的磕碰划伤。正面是整齐排布的针脚阵列,针脚的直径和间距可以根据实际使用的接插件规格调整,当前设计的针脚间距适配常规2.54mm排针规格,针脚直径0.5mm,刚好能匹配常用的面包板、排母插接需求。每个插针和基座连接的位置都做了厚度0.15mm的易断标签,这个厚度是经过多次打印验证的,既能够在打印过程中给细长的针脚提供足够的支撑,避免打印时针脚倒伏、偏移,又能在打印完成后用很小的力就能把连接标签掰断,不会在针脚根部残留多余的凸起,影响插接精度。
安装边界方面,整个固定块的外部尺寸为40mm40mm15mm,基座的壁厚设置为2mm,保证足够的结构强度,不会在掰断插针连接标签的时候出现基座开裂的情况。基座背面是平整的安装面,可以直接用双面胶或者M2螺丝固定在设备外壳或者PCB板上,不需要额外设计安装卡扣,适配不同的安装场景。针脚的伸出长度为8mm,掰断连接标签后,针脚可以在基座的导向孔内小范围调整位置,就算打印过程中出现轻微的针脚倾斜,也能通过手动微调让所有针脚保持平齐,适配不同的插接深度需求。
实际使用的时候,不需要额外添加支撑结构,因为针脚之间的间距足够,打印过程中每层的针脚截面都能和上一层牢固粘结,加上根部的易断标签做辅助支撑,就算用0.4mm喷嘴、0.2mm层厚的常规打印参数,也能顺利打印完成,不会出现针脚打印失败的情况。针对不同分辨率的打印机,还可以灵活调整针脚的直径和易断标签的厚度,如果是高精度打印机,可以把针脚直径缩小到0.4mm,易断标签厚度调整到0.1mm,能得到更紧密的针脚排布,适合高密度的接插件场景;如果是普通精度的桌面级打印机,可以适当把针脚直径加大到0.6mm,易断标签厚度加到0.2mm,避免打印过程中针脚断裂,保证成品率。
这个结构除了用来做插针固定之外,还可以拓展应用在需要批量排布细小柱状零件的场景,比如定制化的顶针阵列、探针固定座,只需要调整针脚的直径、长度和间距,就能适配不同的使用需求,不需要重新设计整体基座结构。和传统的插针安装方式相比,一体打印的结构省去了采购排针、裁切、逐根压入基座的工序,小批量制作的时候能节省大量的组装时间,而且针脚的位置精度完全由建模精度保证,不会出现手动安装时针脚间距不一致的问题,对于电子原型开发、小型定制设备的制作来说,实用性非常强。在设计的时候特意把基座的内部做了中空处理,既减少了打印材料的消耗,也能在针脚调整的时候提供足够的形变空间,不会因为基座内部的实体结构阻碍针脚的小范围移动,同时中空结构还能减轻整体重量,对于对重量有要求的便携设备来说更加友好。
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- 软件分类: 通用机械零部件











