家电的替换零件可以用3D打印吗？
抽屉滑轨断了，铰链盖裂了，冰箱隔板上的卡扣丢了。厂家已经不再销售这个零件，或者只卖包含它的整套大组件。3D打印一个复制品，往往是最快的修复办法，但有时也是错误的办法。
这篇文章讲的，就是在你发布任务之前，如何区分这两种情况。
厂家也在这么做
这并不是什么边缘想法。2018年，Whirlpool宣布与Spare Parts 3D合作，把零件数字化并按需打印替换件，理由是零件停产以及备件需求难以预测（3D Printing Industry）。
区别在于：官方零件经过了针对该家电要求的测试。而你委托制作的零件没有，除非你和制作者确保它适合这项用途。
英国政府报告的警告
2020年，一份提交给英国商业部的报告（BEIS Research Paper 2020/039，由DLA Piper和Exponent撰写）研究的正是这个问题（PDF）。报告列出了未经授权的打印零件带来的危险：火灾和极端高温、触电，以及机械故障，例如家电无法停止或意外启动。报告还指出，打印零件可能有孔隙，并且在某些方向上比模塑零件更脆弱。
报告还说，不能指望原厂对它从未见过的零件提供保证。安装打印零件可能影响你的保修。安装前请先确认。
安全、临界、禁止
| 零件类型 | 示例 | 结论 |
|---|---|---|
| 外观件、低受力、常温 | 旋钮盖、装饰盖、隔板卡扣、抽屉挡块、电池盖 | 适合打印 |
| 活动件或承重件，不涉及热 | 抽屉滚轮、铰链垫片、不接触食品的搅拌机配件 | 选对材料并试装后有可能 |
| 温热、潮湿或接触食品 | 洗碗机碗架零件、冰箱门储物盒、任何接触食品的东西 | 临界。见下文 |
| 关乎安全 | 门锁联锁装置、任何带市电电压的部件、加热元件支架、燃气或承压零件、刀片或电机的防护罩 | 不要打印。购买官方零件或请技术人员处理 |
如果零件的作用是防止你受伤，那它就不是3D打印该干的活。
耐热：了解材料的极限
打印塑料在远低于烤箱或灶台的温度下就会变软。以下是材料厂商自己的说明：
| 材料 | 厂商指南的说法 |
|---|---|
| PLA | “在超过60 °C的温度下会变软变形”（Prusa） |
| PETG | 适用于“温度低于80 °C”的场合（Prusa） |
| ASA | “耐温（最高93 °C）”，耐紫外线（Prusa） |
| 尼龙（PA） | 列为适用于“需要高耐热、耐化学品和机械强度的技术零件”（Prusa） |
这些数字是厂商针对自家线材给出的指南参考值，并不保证每一卷线材都如此。请把它们当作上限，并留出余量。Formlabs指出，许多塑料“在60–70 °C左右就会软化变形”（Formlabs），这意味着普通PLA无法承受大多数高温洗碗机程序。
接触食品：要小心
Prusa表示，PLA和PETG作为原材料被认为是食品安全的，但并不建议打印任何直接接触食品的物品，因为层纹沟槽可能滋生细菌（Prusa PLA、PETG）。Formlabs补充说，食品安全的物品需要使用符合FDA 21 CFR或欧盟第10/2011号法规的材料，而且食品级涂层并不能保证长期使用的食品安全，因为涂层会磨损（Formlabs）。
如果零件会接触食品，请问问制作者他们会使用哪种经认证的材料和工艺。如果他们答不上来，就不要把这个零件用于食品。
受力：告诉制作者零件的用途
打印零件通常在层与层之间最薄弱。好的制作者会调整零件的摆放方向，让受力沿着层的方向，并在关键位置增加壁厚和填充。但前提是你要告诉他们：零件承受什么负载、往哪个方向受拉、是否会弯曲。
需求说明里该写什么
- 家电的品牌和型号，以及零件在其中的位置。
- 从多个角度拍摄的损坏零件照片，旁边放一把尺子。
- 关键尺寸，或者如果能寄出，就把损坏的零件本身寄去。
- 接触的温度、水、洗涤剂或食品情况。
- 它承受什么负载，以及是怎么损坏的。
- 你需要多少个。多订一个备件几乎不会多花钱。
找到了替换旋钮的STL，却没有打印机？让人帮你打印
搜索“替换旋钮”，你会找到成千上万个免费文件：烤箱旋钮、灶台旋钮、风扇旋钮、合成器旋钮，还有针对指定家电品牌的整套旋钮包。搜索结果没有告诉你的是，如果你没有打印机，接下来该怎么办。
这正是本文要填补的空白：从“我找到了文件”到“它装到家电上了”。
第1步：确认这是对的旋钮
在任何人打印任何东西之前，先在纸面上核对配合。
- **轴的形状。**大多数家电的轴是D形的（圆形，一侧有平面）。有些是花键轴，或带紧定螺丝的圆轴。请正对着轴端拍一张裸轴的照片。
- **轴径和平面深度。**如果有卡尺，请测量。与模型说明或文件本身中的尺寸对比。
- **深度。**轴伸出多长，以及面板和旋钮表面之间有多少空间。
- **品牌和型号。**许多文件是为某一款家电型号制作的。号称“适配大多数”的文件可能仍然需要调整尺寸。
如果文件不太吻合，制作者通常可以调整。有些设计师会发布可定制版本，把轴的尺寸作为参数。
第2步：检查授权
这是人人都会跳过的一步。免费下载并不意味着可以免费拿去做商业打印。
每个模型页面都会列出授权。你最常看到的有：
| 授权 | 制作者可以收费为你打印吗？ |
|---|---|
| CC0 / 公有领域 | 可以（Cults） |
| CC BY | 可以，需署名设计师 |
| CC BY-SA / CC BY-ND | 可以，但需遵守相应条件（相同方式共享 / 不得修改） |
| CC BY-NC（及NC-SA、NC-ND） | 不可用于商业用途：Creative Commons将商业用途定义为“主要意图在于获取商业利益或金钱报酬”（CC） |
| 平台的“私人使用”或“标准数字文件”授权 | 仅限个人使用。MyMiniFactory的付费文件授权称该文件“不得以任何方式用于收费的用途”（MyMiniFactory） |
MyMiniFactory还指出，免费物品带有设计师自己选择的授权，所以请查看每个模型页面。
如果你需要的旋钮是非商业授权，你有三个老实的选择：
- **询问设计师。**许多人会同意一次性的维修用途，或者出售商业授权。
- 另找一个文件，选授权允许商业打印的。
- **让制作者根据你的尺寸从头建模。**简单的旋钮建模很快。
请把模型页面的链接发给制作者，而不只是STL，这样他们也可以核对授权。
第3步：按耐热选材料
烤箱和灶台的旋钮靠近热源。材料的极限很重要。
| 材料 | 厂商的说明 | 旋钮用途 |
|---|---|---|
| PLA | “在超过60 °C的温度下会变软变形”（Prusa） | 灯具、风扇、合成器、家具。不要用在灶台或烤箱附近 |
| PETG | 适用于“温度低于80 °C”的场合（Prusa） | 稍热的地方、洗衣机、远离直接热源的厨房电器 |
| ASA | “耐温（最高93 °C）”（Prusa） | 用于灶具面板更好的选择，前提是旋钮不会比这更热 |
这些是该品牌线材的指南参考值。如果你的旋钮热到烫手，那么打印的塑料旋钮就是错误的修法。请买官方零件。
旋钮是控制件，不是安全装置，但不要装一个转起来松动的。在燃气灶上，打滑的旋钮是隐患。如果它不能牢牢抓住轴，就不要使用。
第4步：写一份简短的需求说明
- 模型页面的链接（能看到授权）。
- 轴的照片和尺寸。
- 材料，或者“靠近烤箱，请给建议”。
- 颜色，以及是否需要把指示线填色或用第二种颜色打印。
- 数量。如果一个旋钮坏了，其他的用了同样久。一次订整套，可以省去之后再下一个单。
常见问题
3D打印的零件可以放进洗碗机吗？ 普通PLA不是好选择：Prusa称它在超过60 °C时会变形。PETG和ASA在其厂商指南中的上限更高。请问问制作者他们会用哪种材料，以及它的额定温度是多少。
打印零件会让保修失效吗？ 有可能。英国BEIS报告指出，厂家无法对非自己提供的零件作出保证。安装之前请先查看你的保修条款。
制作者可以打印烤箱或灶台的零件吗？ 靠近热源或线路的零件不行。远离热源的外观件，比如装饰盖，可能没问题。拿不准的时候，就买官方零件。
如果我只有碎片怎么办？ 这通常就够了。把碎片连同尺子一起拍照，并测量关键尺寸。制作者可以据此为零件建模。
请人打印免费的STL合法吗？ 取决于授权。CC0和CC BY允许商业打印。非商业和“私人使用”授权则不允许。如果不确定，请询问设计师。
烤箱旋钮用什么材料最好？ 在Prusa的指南里，常见线材中ASA的耐温数值最高（最高93 °C）。PLA不适合靠近热源。如果旋钮的温度超过ASA的极限，请买官方零件。
文件很接近但不完全吻合。可以调整吗？ 通常可以。把你测得的轴尺寸发给制作者，他们可以调整孔径。但前提是授权允许修改。
制作者能在没有文件的情况下复制我的旧旋钮吗？ 可以。发送照片、尺寸或旋钮本身，他们就可以建一个新的模型。复制品上不要带品牌标志。
等你备好照片和尺寸，就可以免费发布零件需求，比较制作者的报价。