打印替换零件:照片 → STL → 零件

洗碗机碗架的卡扣断了。厂家多年前就不卖了,二手转让的卖家只有两条评价,而替代方案是买一台新洗碗机。这正是3D打印为之而生的活,流程有三步:照片、STL、零件。
第1步:给损坏的零件拍照并测量
你不需要扫描仪。你需要:
- 三张照片(正面、侧面、顶面),背景素净,在日光下拍摄。
- 至少一张照片里要有比例参照物:尺子、硬币、卷尺。
- 卡尺,如果你有的话,用来量关键尺寸。如果没有,用尺子量,并注明“约”就行。
- **零件安装位置的照片。**它卡进的槽、它套着的轴、与它对齐的螺丝孔。这能告诉建模师哪些尺寸是关键的,哪些只是外观上的。
如果零件断成了两块,请把它们拼在一起拍。如果某一块完全丢失了,就拍配合的零件,并描述缺了什么。
用一句话写下这个零件的作用。“把下层碗架滚轮固定在导轨上;卡入安装,承受装满的碗架的重量。”这句话决定了材料。
第2步:拿到STL
发布照片和尺寸,并说明你需要建模。提供CAD服务的制作者会报两项价格:建模和打印。对简单的机械零件(卡扣、旋钮、带几个孔的支架),建模通常很快。他们会在打印前把STL或渲染图发给你,让你对照原件检查尺寸。
有两点值得要求:
**“做得稍微结实一点。”**原件断了。用PETG打印、在失效处加大截面的替换件,通常会比原件更耐用。制作者可以在裂纹开始的位置加一个圆角。
**“把文件发给我。”**任务完成后,STL归你所有。下次零件再坏,就可以找任何制作者直接重新打印,不用再建模。
如果你已经有文件(现在有些厂家会公布备件的STL,社区也会为常见家电上传),就跳过这一步,直接上传。请写明单位。
第3步:打印
对替换零件来说,材料比对其他任何东西都更重要,因为原件几乎肯定是用比PLA更坚韧的材料注塑成型的。
- 大多数家电零件用PETG:卡扣、支架、滚轮、锁扣。坚韧,能承受洗碗机的高温和潮湿,容易买到。
- 靠近加热元件或要在阳光直射下放置多年的东西,用ABS/ASA。
- 会反复弯折或受冲击的零件用尼龙:每天都在循环的卡扣、齿轮、铰链。
- PLA只用于永远不会发热的外观盖板和旋钮。
请要求按层的方向横跨受力方向、而不是顺着受力方向来摆放打印。制作者都懂这一点;一句“它是竖直卡入的,并且要承重”,就足以让他们摆对方向。
什么会影响价格和等待时间
替换零件通常很小,所以打印本身往往就处于制作者的单件最低价或接近最低价。会改变报价的有:
| 因素 | 影响方向 |
|---|---|
| 材料 | PETG是日常选择;尼龙和ABS/ASA会推高价格 |
| 建模 | 没有文件时需要;会给报价增加一项 |
| 尺寸和体积 | 零件越大,材料越多,价格越高 |
| 交期 | 加急会推高价格;灵活的日期有帮助 |
| 运费 | 取决于距离和重量;附近的制作者可能凭总成本取胜 |
制作者会在报价里写明周期,所以你可以并排比较交货时间。如果你要得急,请说明,并预期会有加急费。
问问能否把一个备件放在同一块板上一起打。你会希望抽屉里留一个。
适合打印的零件
碗架卡扣和滚轮、抽屉滑轨和挡块、吸尘器的支架和锁扣、家电的旋钮和转盘、百叶窗和窗帘的五金件、玩具和游戏配件、电池盖、铰链销、线缆夹、工具箱隔板、三脚架和支架转接件、汽车内饰卡扣和饰板紧固件。
不适合打印的零件
任何需要在高温下保持食品安全的东西、任何承压的东西、车辆上任何结构性的零件、垫圈和密封件,以及薄于约1 mm的零件。好的制作者会告诉你什么时候打印不是正确答案。
已停产的零件用3D打印补上:该给制作者发什么
老玩具少了电池盖。旧功放的脚垫裂了。汽车内饰的卡扣断了,经销商说这个零件早就停产了。没有人上传过它的文件,因为还没有别人需要过。
这是再平常不过的情况,而且可以解决。关于这个话题的大多数搜索结果是写给工厂的。本文则是写给手里有一个坏零件的个人。
没有文件时,制作者如何重建零件
无论是工业服务商还是独立制作者,流程都一样:
- **获取形状。**简单的零件用数显卡尺。复杂的曲面零件用3D扫描或摄影测量。3ERP称扫描是“复制现有零件最高效的方法之一”,而卡尺是测量关键尺寸的后备办法(3ERP)。
- **在CAD中建模。**测量数据被做成干净、可打印的模型,而不是对损坏部位的粗糙复制。
- **修正薄弱处。**如果原件是在尖角处断裂的,新零件可以在那里加厚或加圆角。Pea3D把这称为失效分析:“加强应力集中处”(Pea3D)。
- **试装。**在最终零件之前,先快速试打一件,检查尺寸(3ERP)。
- 用合适的材料打印最终零件。
第1至3步和打印本身一样,都是你要付费的内容。对于单件委托,建模时间通常是报价中最大的一部分。
该发什么
制作者能看到的越多,需要猜的就越少。
| 内容 | 原因 |
|---|---|
| 损坏的零件,所有碎片 | 最好的参考。问问制作者是否希望寄给他们 |
| 每个面的照片,旁边放一把尺子 | 让制作者在寄出任何东西之前就能报价 |
| 关键特征的尺寸 | 孔距、卡扣宽度、轴径:任何必须配合的部位 |
| 配合的零件,或安装位置的照片 | 配合取决于另一半 |
| 物品的品牌、型号和年份 | 有时网上能找到图纸或爆炸图 |
| 它的作用、哪里坏了 | 负载、热、日晒、弯折 |
如果零件是对称的,或者你有一个没坏的孪生件(右边的卡扣坏了,而左边的还好),请发过来。镜像一个完好的零件,胜过重建一个损坏的零件。
何时不该打印
有些零件,没有原始规格的话,任何人都不该去重建。英国政府一份关于打印家电备件的报告,把火灾、触电以及机器无法停止,列为未经授权零件的危险之一(BEIS 2020/039)。
不要委托打印以下零件的复制品:
- 制动、转向、安全带或其他车辆安全部件。
- 任何带市电电压或靠近加热元件的东西。
- 燃气、承压或燃油系统零件。
- 儿童安全或防护类零件。
对于这些,请去找专业的拆车件供应商,或能按规格作业的工程公司。
还有一点:复制功能,而不是品牌。新零件上不要带制造商的标志和商标。
连厂家都这么做
Whirlpool在2018年宣布将按需打印备件。其消费者服务副总裁把“停产和短缺问题”作为原因(3D Printing Industry)。打印一个已经停产的零件,是一种正常的维修方法。
维修权,落到实处
厂家越来越多地被要求保证零件的供应,但“供应”和“价格合理”是两回事,而且较旧的机器本来就不在规定的范围之内。打印的零件填补了这个空缺。价格指南解释了哪些因素会影响报价,方便你核对报价;等你备好照片,就发布零件,并说明你需要建模。
常见问题
打印零件需要3D文件吗? 不需要。制作者可以根据损坏的零件、照片和尺寸来建模。预计要为建模时间付费。
我应该把损坏的零件寄给制作者吗? 对于复杂的形状,这很有帮助。先商量好,并在寄出之前拍照留存。
复制品会和原件一样结实吗? 取决于材料和打印方式。打印件在层与层之间可能较弱,所以请告诉制作者受力方向。SLS尼龙最接近模塑件的性能。
我可以订不止一个吗? 可以,而且值得这么做。模型一旦做好,多打几份只需要打印时间。问问制作者是否也会交付模型文件,这样下次你就有了。
有了照片和尺寸?免费发布停产零件任务,让制作者来竞标重建它。