今天的目標只有一件事:給工作台的螺絲抽屜做一個格狀分隔盤,讓 M3 到 M8 的螺絲、墊圈、螺帽不再混堆在同一個舊餅乾盒裡。
這個需求拖了差不多三個月。每次找一顆 M4×12 的螺絲就要把整盒翻過一遍,有時候盒子掉地,十幾種尺寸灑在地板上,撿回來又搞不清楚哪個是哪個,最後索性用卡尺一根根量。這件事很蠢,但就是一直拖。今天下午終於有整段時間,決定動手。
設計階段
用 FreeCAD 建模。第一步是拿數位卡尺量抽屜內側,這步不能省:長 191.3 mm,寬 243.5 mm,深 38 mm。我決定先做半尺寸版本測試——190 × 120 mm 的底板,切出六格,先確認嵌合和使用邏輯沒問題,再印全尺寸。
格子規劃:前排三格小(30×40 mm,給 M3/M4/M5 螺絲),後排三格大(45×40 mm,給 M6/M8 加各自的墊圈)。隔牆壁厚 2 mm,整體盤高 25 mm。高度 25 mm 是用抽屜深 38 mm 減去我想留的淨空 13 mm——抽屜上方還放薄工具,太高就推不進去。FreeCAD 的參數式建模在這種規格調整上很方便,改一個寬度數字,六個格子的內尺寸跟著連動,不用一格一格重畫。建模花了大概四十五分鐘。
切片參數(Cura 5.x,FDM 印表機,PLA)
- 層高:0.2 mm
- 噴頭溫度:215°C(第一層 220°C);床溫 60°C(第一層 65°C)
- 外牆數:3 圈;底部 / 頂部:各 4 層
- 充填率:15%,六角形充填
- 列印速度:50 mm/s;外牆降至 30 mm/s;第一層 20 mm/s
- 回抽:6 mm,45 mm·s⁻¹(Bowden 管,前幾個月試出來的基準值)
- 支撐:不開。底面全平,無懸空
估計用料 48 g PLA,列印時間 2 小時 18 分。
第一次列印——拉絲問題
大約跑到第 7 層,監控畫面上發現隔牆轉角有明顯拉絲(stringing),細絲在跨越格子空隙的移動路徑上拉來拉去。我讓它繼續跑,想說或許只是表面問題,結果到第 15 層左右隔牆內側開始堆積球狀料頭,肉眼可見已經影響尺寸。停機。
診斷:噴頭溫度偏高加上回抽量不夠。這批 PLA 流動性比較好,215°C 稍微熱了,回程時料沒縮乾淨。清噴頭後重切片:噴頭降至 210°C,回抽從 6 mm 調到 6.5 mm,其餘不動,重跑。廢了大約 35 g 料,有點可惜。
第二次列印——完成,但有個自己的錯
第二次表面乾淨,拉絲消失,轉角邊線清楚。冷卻後取下,去試嵌抽屜,發現推不太進去——需要用手掌施力才能滑進去,比預期緊很多。
問題出在建模沒留公差。抽屜量到 191.3 mm,設計尺寸 190 mm,感覺有 1.3 mm 間隙,但我忘了考慮兩件事:第一,這台印表機 X 軸方向有輕微過擠出,大約 +0.3 mm(之前印配合件時發現,記在筆記本裡但這次沒翻出來看);第二,FDM 尺寸誤差 ±0.2 mm 是正常範圍。兩個誤差疊加,實際印出來是 190.5 mm,加上抽屜木材可能因濕度略有膨脹,剩下的間隙不到 0.8 mm,一推就緊。最後結果是,盤子推進去靠摩擦力固定,不需要額外黏,意外地剛好。但這是運氣,不是計算。
整個過程全程戴護目鏡,清列印床的時候碎屑容易噴;換平台膠帶也戴手套,玻璃床邊緣割手我已經吃過一次虧,不打算再來一次。
結果與評估
成品目前夠用。六格分類清楚,找螺絲的速度比翻餅乾盒快多了。實際列印時間 2 小時 22 分,用料約 51 g PLA。整個工序算半天,包含設計、兩次列印、量測修正。
下次改這樣
- 設計尺寸改為 187 mm,預留 4 mm 公差,把印表機 X 軸偏移 0.3 mm 也一起吸收
- 隔牆壁厚試 1.6 mm,預計省 8–10 g 料,強度在這個用途下應該還夠
- 後排大格子再切一格,把 M6 和 M8 分開——目前混放還是有點亂
- 盤子前沿加一個小缺口,讓手指伸進去取物更方便
- 下次建模前先翻筆記,確認這台機器的 XY 軸誤差補正值,不要再靠記憶
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