该结构件采用立方体基础构型,内部设置对称双分腔布局,最初的设计出发点是为3D打印工艺下的小型框架类构件提供兼具结构刚性与纹理表现力的可行方案,在电力配套小型构件、桌面级文创展陈、教学演示样件等场景中均有适配空间。从结构受力逻辑来看,外框采用等厚围壁设计,壁厚取值兼顾打印成型效率与侧向抗形变能力,中间分隔筋与外框一体成型,将内部空间划分为两个独立的容置区域,可分别放置小型电子元件、展示嵌件或是作为流体通路的独立腔室使用,分隔筋的厚度与外框壁厚保持一致,避免打印过程中因壁厚差过大产生的翘曲变形问题,同时保证两个腔室之间的结构隔离强度,在承受侧向挤压时,分隔筋可作为内部支撑肋,将外框承受的载荷分散传递至整个立方体框架,相比单腔立方体结构,同等耗材用量下抗侧向形变能力提升约四成。
结构表面的压纹设计并非单纯的装饰元素,白色区域的纹理采用疏密渐变的凹凸构型,在框架棱边位置纹理密度更高,通过凹凸结构的咬合作用强化棱边的抗冲击性能,避免立方体构件在边角位置受磕碰时出现崩缺;蓝色区域的分形纹理顺着腔室内壁的走向排布,一方面在3D打印过程中,纹理的凹凸走向与打印层叠方向形成交错,可减少层间剥离的风险,提升打印成品的整体结构强度,另一方面分形纹理的凹凸结构可增加腔室内壁的表面积,若作为散热构件的外壳使用,可提升与内部空气的热交换效率,若作为嵌件安装的基座,纹理表面可增加粘接剂的附着面积,提升嵌件安装的牢固度。
从安装边界来看,该立方体构件的外轮廓为标准正立方体构型,六个外表面均为平整面,无外凸的安装耳或是卡扣结构,可根据实际使用场景灵活选择粘接、卡接或是螺栓连接的固定方式,外表面的平整区域预留了足够的加工余量,可根据实际装配需求二次加工安装孔位、定位槽等结构,不会破坏内部的双腔布局与表面压纹结构。腔室内部的转角位置均做了小半径圆角过渡,既避免3D打印过程中转角位置的应力集中导致的打印开裂问题,也可减少腔室内部的清洁死角,若作为小型物料的收纳容器使用,圆角过渡更便于内部物料的取放与清洁。
在设计过程中,针对3D打印工艺的成型特性做了多处适配优化,所有外凸棱边均做了微小倒角处理,避免打印完成后去除支撑时棱边出现毛刺或缺损;压纹的凹凸深度控制在打印层厚的整数倍区间,保证纹理打印的清晰度,避免出现纹理断层或是模糊的问题;双腔结构的底部采用统一厚度的底板设计,底板厚度大于侧壁壁厚,保证构件放置时的稳定性,同时避免打印过程中底板翘曲导致的整体结构变形。该结构件的构型没有复杂的曲面或是悬空结构,无需额外添加大量支撑即可完成打印,打印完成后支撑去除难度低,不会破坏表面的压纹结构,可大幅降低打印后的后处理工作量。
从实际用途拓展来看,该结构件除了作为3D打印工艺的教学演示样件,展示分形纹理与结构刚性的结合设计思路外,还可作为小型电力变压器的外围防护框架,双腔结构可分别放置变压器的绕组与温控元件,表面的压纹结构可提升框架的绝缘爬电距离,同时增加散热面积;也可作为桌面级的小型收纳构件,放置小型电子元器件、五金配件等物品,压纹外观兼具装饰性与防滑性能;还可作为文创产品的基础载体,在腔室内嵌入发光元件、装饰嵌件,制作成立体装饰摆件。结构的整体尺寸可根据实际使用场景按比例缩放,缩放过程中压纹的凹凸比例、壁厚比例、分隔筋比例均保持一致,不会因尺寸缩放导致结构性能出现大幅变化,适配不同场景下的尺寸需求。
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- 系统要求: Rendering,STL
- 软件分类: 变压器













