这款环形镂空饰件的结构设计,最初的切入点是兼顾佩戴贴合度与主题辨识度的平衡,在做结构推演的时候,首先要明确这类环形饰件的核心使用场景是日常佩戴,所以内壁的圆柱度公差需要控制在合理区间,避免佩戴时出现硌手、滑动脱落的问题。从结构层面看,整体采用薄壁圆筒作为基础载体,壁厚取值需要兼顾结构强度与佩戴重量,过薄会导致日常磕碰时出现形变,过厚则会增加整体重量,长时间佩戴产生明显的异物感,所以在建模阶段就对壁厚做了梯度优化,靠近上下端面的位置做了微小的加厚处理,提升端面的抗磕碰能力,中间镂空区域的壁厚保持均匀,避免3D打印或者机加工过程中出现壁厚不均导致的收缩变形。
镂空图案的排布是整个设计的核心,蝙蝠侠标识的轮廓做了圆角过渡处理,所有尖锐的内角都做了R0.3以上的圆角,一方面是避免加工过程中出现应力集中导致的开裂,另一方面日常佩戴时也不会勾挂衣物、划伤皮肤。图案的位置做了居中校准,标识的对称度公差控制在0.1mm以内,保证佩戴时图案处于视觉正位,不会出现偏移歪斜的观感。上下端面做了0.2mm的倒角处理,边缘光滑过渡,和皮肤接触的位置没有锐边,提升长时间佩戴的舒适度。
从安装边界也就是佩戴适配的角度看,环形的内孔直径按照常规指围尺寸做了适配区间设计,建模时预留了表面处理的厚度余量,如果是采用金属3D打印工艺,后续抛光、镀层的厚度大概在0.05-0.1mm之间,所以内孔尺寸在建模阶段就做了对应放大,避免表面处理后内孔缩小导致无法佩戴。外圆直径的设计也考虑了日常使用的场景,不会因为外廓过大导致日常操作键盘、握持物品时出现卡滞,整体外廓尺寸控制在合理范围,兼顾视觉辨识度和佩戴实用性。
结构上的镂空设计除了满足主题视觉的需求,也同时实现了减重的效果,相比实心指环,同等外径尺寸下重量降低了60%以上,长时间佩戴不会有明显的负重感。镂空的连通结构也避免了佩戴时皮肤和饰件之间形成密闭空间,减少出汗后闷汗、皮肤过敏的问题,提升佩戴的透气性。在做结构校验的时候,对薄壁位置做了受力仿真,模拟日常佩戴时可能出现的挤压、磕碰受力,验证镂空连接位置的结构强度,确保正常使用场景下不会出现断裂、形变的问题。
从加工适配的角度,整个模型的结构做了脱模斜度的适配,如果采用失蜡铸造工艺生产,不需要额外做结构拆分就能完成浇铸,镂空位置的连通性保证了蜡模脱模、铸造成型时的排料顺畅,不会出现积料、缺料的问题。如果采用数控机加工的方式生产,装夹位置选在上下端面,一次装夹就能完成外圆、内孔以及镂空区域的粗加工,二次装夹做精修和倒角,加工工序简单,不需要复杂的专用工装,能够有效控制生产加工的成本。
在细节处理上,所有镂空的边缘都做了同向的圆角过渡,没有出现反向的倒扣结构,不管是采用增材制造还是减材加工的工艺,都不需要额外做支撑结构或者拆分零件,减少后续的后处理工作量。内壁的表面粗糙度要求控制在Ra1.6以下,保证和皮肤接触的触感光滑,外表面可以根据不同的表面处理需求做抛光、喷砂或者镀层处理,镂空的凹陷位置也能保证表面处理的覆盖均匀,不会出现处理死角。
这类环形饰件除了日常佩戴的使用场景,也可以作为周边文创产品的结构载体,在设计时预留了微小的镶嵌槽位,可以根据需求嵌入夜光材质、珐琅彩料,拓展不同的视觉效果,镶嵌槽的深度和宽度做了标准化设计,适配常规的饰件镶嵌工艺,不需要二次修改结构就能完成后续的工艺加装。整体结构没有复杂的异形曲面,所有特征都是参数化建模完成,后续可以根据不同的指围尺寸快速调整内孔直径、外圆尺寸,实现不同规格的快速衍生设计,不需要重新构建整体模型,提升系列化设计的效率。
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