3D 打印历险记 第 3 部分：制作复杂孔径 - 从弯曲中恢复
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所以……您想把那个 LCD 显示屏放进去，是吗？ 可惜它不是一个矩形框，是吗？ 您要如何安装一个整齐的框架呢？ 这很复杂，但是……习惯之后也没那么复杂。
引言
我的 3D 打印机箱体已经做好，而且效果很好——但我认为加上一个温度传感器会很方便，这样我就可以知道实际打印物体温度而不是底座温度，这样我就可以关闭打印机电源，但仍然知道何时可以安全移除。
如果过早移除产品，会出现两个问题
- 它会粘得太紧，很难移除，否则会损坏它（如果它是一个较大的组件），或者会弹到房间的另一头并咒骂（如果它是一个小组件）。
- 如果您尝试过早移除它，核心的温度可能仍高于玻璃化温度，而您在移除过程中引入的任何弯曲或变形都可能“定型”——从而毁坏组件。
我不会为找出我如何知道这些问题而颁发奖项。
对于本文，我将使用 Autodesk Fusion 360——它对业余爱好者是免费的，并且功能非常齐全。您可能也可以在任何其他 CAD 软件包中完成相同的操作。
硬件
最显而易见的方法是从中国购买一个红外测温枪——亚马逊和 eBay 上有很多，它们都很便宜且有效。如果我必须自己购买组件并编程一个，成本将是现在的几倍。
所以，我买了一个便宜的，最终到了
我的标准不是款式，甚至不是包含电池——而是它有一个好的显示屏，显示温度，使用 9V 电池，而且很便宜——包含运费不到 5 英镑，说实话，我连一块合适的显示屏都买不到，更别说传感器了。
（为什么是 9V 电池？因为我的箱子里有 +12V 电源来驱动排气扇和灯——所以如果我加上一个 LM7809 和两个 0.1uF 的电容器，我就可以获得 9V 来驱动它，并省去电池。是的，我可以用 3V 来做，但我必须浪费更多的电，这意味着一个更热的电压调节器——箱子是木头的，我希望那里的热量保持较低。)
把它拆开，我就可以开始了。这真的很简单：两颗螺丝和一些轻柔的拉扯，瞬间就变成了一堆零件
请注意，这将使您的保修失效。
那么，我们得到了什么？
现在我需要做一个安装盒：我希望显示屏在我的箱子外面，而传感器在里面——所以我必须剪断并延长电线，并为显示屏做一个安装盒。我可以忽略开关——它默认为摄氏度而不是华氏度，这很完美，背光默认为开启，我将在传感器正确放置后断开激光（这还需要一个安装板，穿过工具架上的一个孔）。所以除了扳机——在使用时需要永久按下——我可以忽略按钮。
我必须移除扳机微动开关并将其连接到外部开关（我可以使用延时定时器，但是……算了。）我也会把那个吱吱作响的声音去掉。它们都是 PTH 元件而不是 SMT 元件，这让事情变得容易多了！
（单位在按下扳机后开始工作，并在释放扳机 7 秒后关闭——但如果在连接电池时扳机已被按下，则必须先释放，然后再按下。使用延时定时器芯片可以实现这一点，并且比物理开关更简洁，但是……PCB 包含一个 LM7803，可以将输入的 9V 转换为其逻辑电平（3.3V），这意味着我需要一个匹配的 555 芯片，以及它的电源——这意味着要连接到 SMT 元件以获得正确的电平，和/或另一个 LM7803 来为 555 供电。有趣的是，LM7803 的规格说明书说它可以轻松承受高达 12V 的电压，所以理论上，我根本不需要外部 LM7809——但我们处理的是中国硬件，我不想冒险。7809 和两个电容器 anyway 并不贵！）
所以显示屏……
那不是一个矩形，是吗？ 我们可以做两件事
- 做一个矩形孔。这很容易，很简单，而且……看起来会很糟糕。
- 做一个复杂的孔，沿着原来的曲线。这会很好看，而且……会非常复杂。该死。
如果我选择了第一个选项，这篇文章就不会存在了，所以再次——猜猜我选择了哪个，不会有奖。
一个孔：一个带曲线的梯形
首先，我们对曲线一无所知，也没有显示屏框架的尺寸规格——所以是时候拿出游标卡尺开始测量了。
（您可以使用数字游标卡尺，或老式游标卡尺——我使用后者，因为我习惯用它们，而且优质的游标卡尺很贵。）
首先要做的是：忽略曲线。确定到“角”的距离，然后您就可以稍后处理曲线了：所以测量宽度和高度。这有点复杂，因为您需要相当准确地估计角的精确位置——但幸运的是，这些不是圆角（它们没有被“倒圆角”来使角变平滑）
当您知道四个边长——其中两个在这种情况下是相同的——就该开始绘图了。启动 Fusion 360，然后开始一个草图。
现在，我们需要在这里决定一个坐标系：由于显示屏的底部是平的，我将把它放在 X 轴上，因为“最左边”的角可以为零 X——这是左上角，因为顶部比底部更宽。
（这一切都是任意的：您可以随便选择显示屏中心并从中计算，如果您愿意，但这很难“找到”我们以后需要进行的其他测量。基于底部和“最左边”的角对我来说是合理的——但完全取决于您。）
将两条长度偏移一点——以允许容差和制造中的“扩展”——我在每条长度上增加了 1 毫米，给我每边 0.5 毫米的余量。请相信我：如果您不这样做，它会太紧——但您知道您的打印机性能如何，所以具体多少取决于您。我会从 1 毫米开始，如果需要，再往下调整——如果您打印了一个样本后需要，可以在稍后在草图中进行更改。
绘制反映角的梯形
- 左下角：从原点沿 X 轴画一条线，使其长度为“顶部和底部长度之差的一半”。对我来说，是 1.15 毫米
- 右下角：从 (1) 沿 X 轴画一条线，使其长度为底部长度。
- 左上角：从 (1) 沿 Y 轴画一条线，使其长度为高度。
- 右上角：从 (3) 画一条水平线，长度为顶部长度。
- 连接 (2) 和 (4)。
您应该得到类似这样的东西
现在，我们添加曲线。除了……为此，我们需要知道曲线半径。但我们拥有所需的一切，因为我们知道弦的长度和圆弧的高度（或者至少可以测量它们）。
A 和 B 之间的线称为弦。
L 是弦的长度：我们知道这个（它是梯形的顶部或侧面的长度）
H 是圆弧高于弦的高度：我们可以通过测量框架的高度并减去侧面高度来计算，或者通过测量框架的宽度，减去底部长度，然后除以二来计算。
（对于矩形，这将是准确的，但对于我们的梯形，它并不准确——我们可以通过数学计算出来，但它相当接近，并且我们稍后可以“微调”圆弧。相信我，这更容易。）
r 是构成弦的圆的半径：我们想要这个。
Θ 是构成弦的角度（度）：我们不需要这个，但很容易计算出来。
r = ((L2 / 4H) + H) / 2)
Θ = 2 * sin-1(L / 2r) * 180 / π
文章顶部有一个 WinForms 应用程序可以使其更容易。
添加曲线
这需要一些工作，所以一旦我们得到了半径，让我们从简单的开始
顶部
这是一个简单的，因为它平行于底部——而底部平行于 X 轴（这也是我最初选择这个坐标系的原因）。
首先，我们需要从曲线顶部中心画一条线，该线长为半径。这很容易做到：将半径 r 减去高度 H，然后从梯形顶部线的中心画一条平行于 Y 轴的线。Fusion 也使这变得容易：选择“线”工具，将光标沿着顶部线移动，它会给您一个目标 X，上面有一个 Delta 三角形显示中点。
现在转到“创建”菜单，选择“圆弧”，“中心点圆弧”。“中心点”是我们刚才画的线的底端，“起点”是梯形顶部线的左上角，“终点”是另一端。
另外两个
这些更难，因为我们没有一个稳定的轴来作为参考——我们想做和顶部线一样的事情，但沿着一条倾斜的线。不过 Fusion 使这相当容易。
选择“线”工具，将起点设置为梯形左侧的中点，并设置长度。然后选择左侧和新画的线。转到“创建”菜单，选择“草图尺寸”。移动角度，使其可见且正确，然后将其更改为 90 度。
现在使用与顶部相同的方法添加曲线。
对右侧重复此过程
让我们来测试一下
在整个物体周围添加一个矩形，留出大约 5 毫米的边框。使用“按拉伸”挤出 0.5 毫米——让我们只是检查一下，不要浪费太多时间和耗材！
打印出来，然后装在您的显示屏上试试
完美契合！
请记住：如果它不合适，您可以编辑草图并调整数值以匹配您新的测量结果——它们会非常好地传播。
历史
- 2019-11-25 V2 拼写错误……很多拼写错误……
- 2019-11-25 V1 原始版本