3D打印机X1机型门盖柔性限位支撑支架

　　做FDM3D打印机结构改造快八年，见过太多用户打印ABS、ASA这类需要敞开腔通风的耗材时，随手掀开上盖或者前门就不管了，机器运行过程中Y轴高速往复移动带来的惯性，会让没固定的门盖前后晃荡，轻则碰歪打印件边缘造成层纹错位，重则门盖直接磕到打印平台上的玻璃，把刚打了一半的模型连带玻璃都撞碎，这类售后问题每个月都能碰到十几起。这次做的这个支撑支架，就是专门针对X1机型的门盖开合限位痛点设计的，没有用市面上常见的刚性PLA或者PETG材质做卡扣，而是全程围绕TPU柔性材料的形变特性做结构优化。

　　从实际安装边界来看，这个支架完全贴合X1机型门盖与机身框架的衔接折角，安装时不需要额外打孔或者粘贴双面胶，直接卡在门盖侧边的预留卡槽位就行，支架整体厚度控制在2.2mm，既不会因为太薄导致支撑力不足被门盖拉扯变形，也不会因为太厚凸出门盖表面，影响机器整体的外观平整度。支架的弯折角度经过三次打样调整，最终定在127度，刚好能把门盖撑开一条35mm宽的通风缝隙，这个宽度既能保证腔体内的打印废气顺利排出，避免ABS打印时出现层间结合力不足的问题，又不会因为开口过大导致腔体温差超过15度，引起模型翘边。

　　设计的时候特意把支架和门盖接触的两个卡位做了0.3mm的过盈量，TPU材质本身的邵氏硬度选在95A，安装的时候稍微用力就能卡进去，卡入之后卡位内侧的两道防滑筋会紧紧贴住门盖的塑料边框，就算机器以20000mm/s²的加速度做快速移动，支架也不会出现移位或者脱落的情况。之前试过用刚性材料做同款角度的支架，用户安装的时候如果没对准卡位，很容易把支架掰断，而且刚性支架没有形变余量，门盖被拉扯的时候应力会直接传递到门盖的铰接处，时间长了会把铰接位的塑料轴座磨松，反而造成门盖开合异响。换成TPU材质之后，当门盖受到移动惯性带来的冲击力时，支架本身会产生1-2mm的弹性形变，把冲击力全部吸收掉，不会给门盖铰接位带来额外的负载，就算用户忘记把支架卡到位，门盖晃到支架上也会被柔性材质缓冲，不会直接磕到玻璃平台。

　　支架的支撑臂部分做了渐变式的厚度处理，靠近卡位的根部厚度是2.5mm，往支撑末端逐渐过渡到1.8mm，这个设计是为了让形变集中在支撑臂中段，不会因为反复弯折导致根部断裂，按照每天开合门盖10次的使用频率来算，这个结构的弯折寿命能超过2万次，完全覆盖整机的使用周期。支撑末端和机身接触的位置做了一个1.5mm高的挡边，卡入之后挡边会扣住机身框架的凸棱，就算不小心碰到门盖，也不会把支架从卡槽里带出来。打印这个支架的时候不需要加支撑，摆放的时候把卡位的平面贴在打印平台上就行，填充率拉到100%是为了保证支撑臂的抗疲劳强度，不要为了省材料降低填充率，不然反复弯折几次支撑臂就会出现白痕甚至断裂。

　　实际装机测试的时候，分别在150mm/s、250mm/s、350mm/s三个打印速度下跑了连续24小时的快速移动测试，门盖被支架固定住之后，全程没有出现晃荡碰撞的情况，通风缝隙的气流速度稳定在0.3m/s左右，打印ABS耗材的时候腔体温度稳定在45度上下，既满足了通风排废气的需求，也没有因为温度流失导致模型翘边。之前有用户自己用PLA做过类似的支撑，用了不到半个月就因为门盖反复拉扯断裂，碎块掉落到打印平台上把喷嘴给堵了，这个柔性支架就完全不会有这类问题，就算出现极端的过载情况，TPU材质也只会产生形变不会碎裂，不会有碎块掉入腔体内部损坏硬件。另外这个支架的安装和拆卸都很方便，不需要用到任何工具，打印完成之后直接对准卡槽按进去就行，要关闭门盖的时候稍微用力把支架掰到一边，门盖就能完全闭合，不会影响机器正常的封闭打印模式，打印PC、PA这类需要高温腔体的耗材时，把支架转到侧边收纳就可以，不用反复拆卸。