咖啡机还能工作。吸尘器、相机三脚架、车间工具或用了二十年的音响系统也一样。坏掉的只是一个拇指大小的塑料卡扣。
制造商可能只把这个卡扣连同一套 40 或 80 欧元的总成出售。也可能早在几年前就停止供应这个替换件。
购买整套总成前,再问一个问题:是否已经有人为损坏的零件建过模型?
对于许多支架、盖板、旋钮、卡扣、固定件、适配器和外壳,可用的替换件或许不在备件仓库里,而是以 STL 或 CAD 文件的形式存在于公开网络的某个角落。
从实际损坏的物件开始
假设一台旧设备的电池盖断了。只搜索 battery cover 不会有太大帮助。先加入能让这个零件区别于数百万个其他电池盖的信息:
Bosch GLI 12V battery cover
Canon EOS 450D battery door
Technics SL-1200 knob
这些是查询模式,并不声称索引中目前一定有匹配模型。准确的产品型号往往是最佳线索。
如果零件本身有模压、印刷或冲压的编号,也请尝试该编号。零件编号可能比描述更可靠,因为别人可能把您所说的“mounting bracket”称为“holder”“clip”“support”“mount”或“retainer”。
因此,一个实用搜索可以从 [model number] [part name] 开始,再限定为 3D 格式:
[model number] battery cover STL
[part number] bracket STL
[model number] adapter STEP
目标不是泛泛地搜索“3D printing”,而是准确描述损坏物件,让别人为它制作的模型可以被找到。
不要止步于 STL
如果要把模型放进切片软件并打印,STL 是最直观的格式。但它不一定是最值得寻找的文件。
有人可能把同一个替换件发布为 OBJ 网格;工程师可能分享的是 STEP 或 STP 文件;平面的替换板或垫片可能采用 DXF 或 DWG;较早的设计资源也可能采用 IGES 或 IGS。
Autodesk 的导出文档区分了 STL 的分面表示、OBJ 网格、STEP 与 IGES 交换格式,以及 DXF 和 DWG 等工程图格式。不同软件的支持情况仍有差异,因此请确认计划使用的 CAD 或切片应用可以打开该文件。Autodesk 设计导出格式。
| 所需内容 | 值得尝试的格式 |
|---|---|
| 可直接检查的打印网格 | STL |
| 通用多边形 3D 模型 | OBJ |
| 可编辑的工程几何体 | STEP, STP, IGES, IGS |
| 平面轮廓、板件或切割外形 | DXF, DWG |
您无需成为 CAD 专家也能利用这些文件。如果别人已经完成了测量物件并重建几何体这一困难工作,您就有了起点。CAD 文件通常可以导出为其他格式,由熟悉 CAD 的人调整,或交给加工服务。
如果 STL 搜索没有结果,先更换格式,再判断是否没人建过这个零件。Prusa 当前的格式指南就说明了这种做法可能有效的原因:其工具接受多种网格和 CAD 格式,不过各自的导入路径不同。Prusa 支持的文件格式。
从不同角度搜索零件
为损坏零件建模的人可能没有使用您的称呼。假设一个小塑料件把软管固定在机器上。您叫它 hose clip,别人叫它 hose holder,维修手册叫它 retaining bracket,制造商称它为 Part 46382,而上传模型的人则命名为 replacement mount。
这些词可能都指同一个塑料件。如果第一次搜索失败,请保留型号或零件编号,只更换描述:
ABC-123 hose clip STL
ABC-123 hose holder STL
ABC-123 retaining bracket STL
46382 STL
维修手册或零件分解图可以告诉您制造商对那个“一直被您称为铰链旁边小塑料件”的正式名称。
搜索产品系列,不要只搜索准确型号
制造商经常重复使用零件。410 型号的旋钮可能也适用于 400、405 和 415 型号。多种电器可能共用同一种铰链,一系列工具可能使用同一种电池座,甚至以不同品牌销售的产品也可能共用底层设计。
如果准确型号没有结果,请查看关系密切的型号。一段写明“Fits ABC-120, ABC-121, ABC-125 and ABC-130”的模型说明,比包含准确产品名称却几何形状错误的结果更有用。
反过来也同样适用。找到看似合适的模型后,请检查其说明是否明确提到与您的产品兼容。不要认定外观相似的零件完全相同。
FindFiles.net 可以搜索模型文件本身
如果需要的是 STL,那么在成品照片、讨论和待售商品页面中来回查找会令人沮丧。FindFiles.net 可以让搜索聚焦于已公开索引的 STL 文件,以及其他 CAD 或 3D 格式。
先用一条组合产品、零件和格式的查询:
Bosch GLI 12V bracket filetype:stl
或者搜索零件编号:
如果没有 STL 结果,请扩大搜索范围:
您也可以把相同描述输入 STL 文件搜索,或使用范围更广的 CAD 文件搜索。这些示例展示受支持的语法,并不保证索引中目前有某个特定替换件。
照片证明零件存在。论坛帖子可能说明其他人也遇到相同问题。商品页面可能愿意卖给您一个替换件。模型文件有所不同:经过必要核查后,它为您提供可以检查、修改并可能用于制造的几何体。
打印前,将模型与损坏零件比较
找到名称完全正确的 STL,并不意味着应该立即按下打印键。先打开并检查模型。
- 比较整体形状和关键尺寸。
- 检查螺孔位置、凸舌、卡扣和配合面。
- 注意是否有左右版本。
- 确认产品修订版和标明的兼容性。
- 阅读创作者的说明、评论和相关文件列表。
- 先检查单位,不要看到导入件异常微小或巨大就认定文件错误。
如果损坏件还在,请进行测量。数显卡尺非常有用。哪怕只有两三个基本尺寸,也能判断一个看似合适的模型是否为实际大小,而非只在截图中看起来相似。
还应把原始项目页面、创作者信息和许可证与文件一同保存。公开可访问本身并不授予修改、制造或再分发设计的许可。例如,Creative Commons 对署名、非商业性使用、相同方式共享和禁止演绎分别规定了不同条件。请阅读实际附于模型的许可证,不要根据下载按钮进行猜测。Creative Commons 许可证条件。
原零件的损坏可能有其原因
一个纤薄的塑料凸舌使用十年后断裂,可能无需深入调查。但如果三个替换卡扣都在同一位置断裂,问题也许出在别处。
另一个部件可能没有对齐。支架可能承受了超出设计的力量。热量或阳光可能使材料变脆。替换件也许需要更厚的壁、更大的圆角,或在打印平台上采用不同方向。
这正是寻找社区制作的替换件,而不是不加思考地复制制造商几何体的一项优势。最佳替换件不一定与原件完全相同,它可能针对失效原因做了改进——但任何重新设计仍需根据实际载荷和环境进行评估。
FFF 打印件具有方向性,因此打印方向会影响结构特征的强度。Prusa 的建模指南建议根据这种方向性放置结构件,并检查模型是否为封闭、可打印的实体。Prusa 建模指南。
可打印的模型不会自动成为安全的替换件
替换旋钮、线缆导向件、防尘盖或遥控器电池盖是一回事。承受显著重量、接触市电、承载压力、在高温附近工作、构成车辆安全系统,或保护人员远离运动机械的部件则完全不同。
从网上下载的未知模型不应仅因尺寸合适就被视为经过工程设计或认证的替换件。不同打印技术、材料、壁厚设置和方向,在热量、阳光、载荷和反复弯曲下可能呈现截然不同的性能。
仅凭材料名称也不足以判断。例如,Prusa 的 ASA 文档在讨论特定的耐温和抗紫外线性能时,也说明了严格的打印条件。请针对实际使用的耗材和工艺,查阅材料制造商的数据。Prusa ASA 材料指南。
打印过程本身也存在因设备和材料而异的危险。NIOSH 指出,排放物、高温表面、运动部件、电气危险和后处理,都是创客空间与小型企业需要管理的问题。请遵循打印机和材料说明,不要把下载的几何体当作完整工作流程。NIOSH 安全 3D 打印指南。
对于不涉及安全的外观件和功能件,打印可以成为非常简单的维修方式。涉及安全的应用应使用具有适当规格的零件,并依赖合格的工程判断。
没有打印机?模型仍能帮您省钱
找到模型并不意味着必须拥有 3D 打印机。如果只需要一个小零件,为避开 40 欧元备件而购买整台打印机,实在是一种相当惊人的做法。
您可以:
- 请朋友或当地创客空间帮忙;
- 使用商业 3D 打印服务;
- 把文件交给加工厂;
- 请人在打印前修改模型;
- 把 CAD 几何体作为其他制造方法的起点。
真正有价值的往往不是打印机,而是可用的几何体。一旦零件有了数字模型,您就有了多种选择。
如果还没有人建过模型呢?
您还不一定需要点击那个 40 欧元的结账按钮。搜索维修手册或零件目录,找回官方零件名称和编号,搜索相关型号,寻找 CAD 而不只是 STL,并检查其他产品是否使用相同部件。
如果完整的损坏件仍在,它也可能简单到足以自行建模。基本的垫块、盖板、旋钮或支架,有时只需少量测量便能重建。更复杂的几何体可以交给有 CAD 经验的人。
经济账可能会变得对您有些荒谬地有利。制造商可能只销售整套总成,因为这对库存管理而言很合理。您需要的只是从上面断下来的 12 克小零件。
更换整件产品前,先搜索零件
下次维修因为一小块不起眼的塑料而显得贵得离谱时,不要先查看替换总成的价格。先问四个问题:
- 准确的产品型号是什么?
- 损坏零件叫什么?
- 它有零件编号吗?
- 是否已经有人为它建模?
如果需要可打印文件,先搜索 STL。STL 没有结果时,再尝试 OBJ 或工程 CAD 格式。使用型号、零件编号和替代描述,不要只做宽泛搜索。制造任何东西之前,应核实尺寸、来源、许可证、材料和预期用途。
有时没有模型,有时找到的模型只差一点才合适。偶尔,世界另一端的某个人已经测量、建模并上传了恰好就是您机器上刚刚坏掉的那个麻烦小塑料支架。
在花掉 40 欧元前发现这一点,要好得多。