I dette instruerbare vil jeg løbe igennem processen med at lave en fungerende 5-arm mortice lås og nøgle. Trin 1 og 2 er et overblik over 3D-udskrivningskrav og hvordan mortice-låsen virker, med trin 3-7 viser dig konstruktionen af ​​låsen, og det endelige stykke vises på side 8. Med henblik herpå vil jeg forlade det udformning af udsmykningen, selv om det sikkert kan være 3D-trykt også, men er du velkommen til at kontakte mig, hvis du vil vide, hvordan man gør det.

forsyninger:

Trin 1: Planlægning af en 3D-udskrift

For det første vil jeg løbe gennem det grundlæggende, du skal huske, når du forbereder en model til 3D-udskrivning. Hvis du allerede har brugt 3D-printere, er du velkommen til at springe videre til næste side, eller kig hurtigt på det dristige skrivning for at dobbeltsjekke de grundlæggende regler.

Der findes flere typer 3D-printere, og afhængigt af, hvilken en du bruger, påvirker den måde, du laver din model på. For eksempel bruger en printer, der anvender fotopolymerisering, lys til at hærde en flydende harpiks i lag, så når den er færdig, trækkes modellen simpelthen fra væsken, hvilket giver mulighed for alle typer underklemninger / sammenkædningsposter. Imidlertid opvarmer termiske ekstrusionsprintere plastik og udskriver hvert lag oven på forrige, hvilket betyder, at den skal oprette understøtninger for at nå nogen underkreds i modellen. Som følge heraf skal understøtningerne ryddes væk, før delen er klar, så indvendige eller sammenkædende detaljer er ikke rigtig levedygtige. Med henblik på dette instruerbare vil jeg antage, at modellen bliver trykt ved hjælp af termisk ekstrudering, da den er langt den mest almindelige form for 3D-udskrivning. Et andet vigtigt aspekt ved printeren er at huske på, hvilken type materiale du vil udskrive, da det vil begrænse tykkelsen og det mindste detaljeringsniveau, det kan udskrive.

Så, for termisk ekstrudering er det, hvad du skal huske på.

1. Den digitale model, du sender til printeren, er i STL-format (Stereolithografi). Dette er dybest set en 3D placering af stierne på overfladerne på din model. Men hvis din model har krydsende detaljer, har det svært ved at forstå, hvad der menes at være en ydre eller indvendig overflade, og det kan let udskrive den forkerte ting. Undgå at skære overflader. Selv om det kan være tidskrævende at finde måder at forbinde geometri sammen, især hvis det er detaljeret, er det nødvendigt. Booleans er et godt værktøj til at kæmme / subtrahere objekter, men pas på disse. Flere boolske operationer til en genstand kan forårsage uventede resultater. Hvis du bruger boolesker, skal du prøve at kompilere alle objekter, der skal skæres i et objekt, inden du skærer. Hvis du er i tvivl om eventuelle problemer på din model så Kør en STL check inden eksporten. De fleste 3D-programmer har evnen til at gøre dette.

2. Forsøg ikke at sende flere objekter i en STL-fil. Så fristende, at det bare er at eksportere alt sammen og haste gennem printopsætningen, kan det nemt medføre problemer, og det giver ikke plads til at manøvrere objekter i udskriftsopsætningen. Et af hovedproblemerne her er, at alle modeller, der berører hinanden, vil have et lag af understøttelse bygget mellem dem, uanset om der er plads i 3D-filen til det, hvilket kan medføre, at dele af din model taber. Individuelle STL'er af objekter gør det også lettere at opdage og udskifte defekte stykker.

3. Termisk ekstrudering opbygges i lag, hvis tykkelse afhænger af printerens kvalitet og hastighed. Dette betyder, at enhver vertikal detaljer vil have lagrette kamme, ligesom en stak papir (selvom ofte mere robust, da lagene bliver tykkere end et enkelt ark papir på de fleste maskiner). Selvom flade overflader ikke skulle have problemer med at udskrive lodret, kan det blive et problem, når der skrives ud. Prøv at begrænse kurverne til at blive trykt vandret. Mens det tager mere plads på printerens seng for at ligge alt fladt, vil det reducere antallet af lag og dermed objektets ruhed. Tænk på, hvordan du placerer dine modeller.

4. Når du gør objekter til at passe ind i en anden, lad dem ikke skylles. Mens 3D-udskrivning er yderst præcis, er der en lille smule blødning i plastiket, når de køler af og lagene på lagene giver greb til siderne. At forsøge at indsætte et objekt i et præcis størrelse hul vil være næsten umuligt og kræve arkivering / slibning for at passe. Tillad et lille mellemrum (~ 0,5 mm afhængigt af printerens kvalitet) rundt om kanterne for at sikre, at stykket passer perfekt.

Pyha. Ok, nu hvor den kedelige del er forbi, lad os tage et kig på, hvad vi skal lave!

Trin 2: Oversigt over låsen

Der er et stort antal forskellige typer låse derude, men jeg besluttede at demonstrere mortice lås, da det er en af ​​de få låse, der kan laves uden at bruge nogen fjedre. Dette betyder at du ikke behøver nogen eksterne dele til at gøre dette, alt hvad du behøver kommer fra printeren. Endnu en gang er der flere typer mortice lås, så jeg vil lave den standard 5 håndlås lås, der ville findes i de fleste hjem.

Desværre er der en tydelig mangel på billeddannelse af det indre af en mortice lås, så jeg håber du ikke har noget imod, hvis jeg bruger mine egne billeder til at forklare det. Jeg har medtaget eksploderede syn på låsen for at demonstrere, hvordan det hele passer sammen, foran, side og elevation, samt komponenterne spredes ud, så du kan se dem bedre.

Mekanismen til låsen er overraskende simpelthen, men at få formene til at passe sammen og strømme glat kan være et problem. Som navnet på låsen indebærer, er der 5 løftestænger indeni, men du ville nok have bemærket, at de fleste mortice nøgler har mere end fem hak til dem. Faktisk vil de have syv. Dette skyldes, at to er brugt til faktisk at skubbe og trække bolten tilbage, der låser døren. For at få nøglen til at arbejde fra begge sider skal den være symmetrisk (selvom du ønsker låsen at være ensidig, for noget som et sikkert eller bur, hvor det kun kan åbnes fra den ene side, så kan du ændre designet).

Nøglen, når den er kommet ind i låsen, sidder inde i en lille cylindrisk beholder kaldet "gardinet". Dette skubbes rundt ved drejning af nøglen og er hvad der fanger på hak i bolten, som vil skubbe og trække den tilbage. Spjældene har derefter hak, der holder fast på en sektion af bolten og skal hver løftes til den korrekte højde for at åbne en gateway for at bolten kan slippe ud. Kurverne på bunden af ​​hver håndtag svarer til højden på den tilsvarende pind på tasten, så den opretholder en lige højde, der er tilstrækkelig lang til, at bolten kan bevæge sig.

Dette er virkelig alle krav til låsen, ud over at alt, hvad vi skal bekymre os om, er at bygge et hus til at huse komponenterne og sikre, at alt understøttes og kan flytte til det fulde bevægelsesområde. Gardinen for eksempel virkelig skubber bolten med et mindre segment på det er tilbage (som vi ses senere), men har en større støtte, der hjælper med at styre bolten. På samme måde hviler løftestængerne på indskæringen af ​​bolten, når den er åben, men når enheden er låst, har de brug for noget at hvile mod, således at den lille støtte støder ud fra siden af ​​huset.

Hvis du stadig er uklar, eller vil se en mortice lås i bevægelse, så her er en god forklarende video.

Så nu vi forstår låsens forudsætning, lad os se på, hvordan vi skal klare det.

Trin 3: Begynd 3D-modellen

Der er en række 3D modelleringsprogrammer at vælge imellem derude, lige fra gratis til ekstremt dyre. Jeg arbejder fra Autodesk Entertainment Creation Suite, så jeg valgte at arbejde med 3ds max, da det nok er det mest effektive til modellering til print. Hvis du vil bruge max, så kan du få prøveversionen her. Der er dog mange andre muligheder for modellering som Sketchup, Blender eller Autodesk 123.

En note før jeg begynder; Poly flow og vedligeholdelse af alle quads er en vigtig proces i de fleste stykker 3D-arbejde, men det er langt mindre vigtigt for 3D-udskrivning. Hold modellerne rydde nok til, at du kan styre, hvad du laver, men bekymrer dig ikke alt for dig selv med helt rene masker. I slutningen af ​​dette vil du se, at jeg har forladt mine masker ganske sjusket, men så længe de passerer STL-tjekket, vil de udskrive som du ser dem.

Sørg for at indstille dine enheder til en skala, du er komfortabel med. for noget af denne størrelse valgte jeg at arbejde i mm. I maks, gå til Tilpas> Enheder Setup og indstil både systemenheder og arbejdsenheder til mm. Til at begynde med fandt jeg det nemmest at overveje nøglen, da det er centrum for alle handlingerne. Du behøver ikke at lave den egentlige nøgle for nu, simpelthen lave en cylinder på omkring 3 mm radius og øge segmenterne. En vigtig ting at huske på er, at udjævning ikke overvejes ved udskrivning, så den vil udskrive i facetterede overflader, hvilket betyder, at kurverne skal have et større antal segmenter, der skal holdes glatte. Det kan endda være bedst at indstille alt til 'Hard' overflade i Egenskaber, så du kan se præcis, hvad der vil blive udskrevet. Konverter til en redigerbar poly og ved hjælp af tilslutning og ekstrudering opdele overfladen og trækker ud den grundlæggende form af nøglen. På dette tidspunkt kan du få det til at se ud, men du vil have det (jeg gik med Space Invader, bare fordi jeg kunne), da spændene bliver lavet til at matche, bare husk på den skala, du arbejder på, og prøv at holde hakene høj nok til at gøre en forskel (1mm +), men gå ikke overbord eller din lås bliver kæmpe! Sørg for, at hver stift er ca. 2 mm bred. Når du er tilfreds med en grundlæggende form, kan vi gå videre med at lave gardinet.

Trin 4: Gør gardinet

Gardinets hovedformål er at

A) Tilpas og flyt med tasten

B) Flyt bolten

C) Hold bolten fast

Vi har også brug for det til at sidde i huset, så det understøttes og vender frit. Så, vi har brug for en sektion for hvert lag. Trin 1, sørg for at det passer ved at tage formen fra nøglen.

Dupliker din nøgle, tag sløjfen af ​​polygoner rundt om den længste nål på nøglen og ekstruder dem langs deres lokale normale et par millimeter. Du skal muligvis tilpasse resultatet lidt for at holde det ryddeligt, bare sørg for kun at bruge den akse, de er på, så du holder overfladen flad (eller brug begrænsningerne i edit poly stacken). Hold de ansigter, du lige har lavet, slett resten af ​​det og bro over de nye grænser. Dette er dit udgangspunkt. Glem ikke at skala interiøret hver så let, så det ikke skylles med nøglen. Det kan være nødvendigt at justere dette lidt, så det er endda helt rundt.

Vælg alle ansigter på den ene side og ekstruder udad i gruppen samme tykkelse som den næste pin. Ekstruder det samme beløb en gang til. Vælg den indvendige ring af polygoner og ekstruder den udad på den lokale normale. Dette vil være den største del af gardinet, som vil stabilisere bolten. Du kan forme dette til en æglignende form svarende til den ovenfor viste (Du kan ignorere den lille hak i den, da det var en separat mekanisme, jeg besluttede mig for ikke at medtage som det var unødvendigt). På det tredje segment skal du slette alt, men den buede del som du kan se ovenfor, og bro over det resterende mellemrum lukket. Dette stykke vil være, hvad der sidder i huset for at understøtte denne ende, og skal være perfekt rundt (bortset fra afstanden til nøglen) for at kunne dreje frit.

Afslut den anden ende ved at ekstrudere et bredere segment for at understøtte sig mod det modsatte hus, med et andet rent cirkulært stykke at sidde i huset. Når en gang er lukket, skal gardinet nu rotere frit på dets ender. Næste opad vil vi se på løftene.

Trin 5: At lave leverne

Løftene sidder inde i bolten, så det bliver nødvendigt at forblive ret lille til at passe dem alle sammen. Mens der er fem af dem, vil den eneste reelle forskel mellem dem være kurverne i bunden for tappene på tasterne. Start med en lille boks kun lidt bredere end den er høj. Sørg for, at det er lidt tyndere i dybden end pin på din nøgle, men stadig tæt på 2 mm. Du vil sandsynligvis gerne passe en lille spændeskive (.3mm) eller noget lignende mellem hver håndtag, når du samler for at hjælpe det køre glat, så det vil have et lille hul, men du vil have det stort nok til at klare noget tryk uden at snappe. Ideelt set vil du gerne udskrive disse i metal.Placer kassen, så den er centreret lidt til venstre for nøglen, og så er nøglen, når den vender op mod den, cirka en fjerdedel af vejen op ad håndtaget.

For det første skal du etablere et pivot punkt. Du vil have det så langt til højre som muligt for at gøre det nemmere for nøglen til at løfte. Ved hjælp af hurtig loop / quickslice / connect, skære ca. en tredjedel øverst og ekstruder et lille stykke ud for at huse svinget. Lav en lille cylinder, sørg for, at den har højt nok segmenter til at være glatte under tryk, og læg den over, hvor du vil have hullet. Vælg derefter din håndtag, og juster det drejepunkt. Du kan gøre dette maksimalt i fanen hierarki ved siden af ​​at oprette og ændre ved at vælge "Juster kun pivot", og brug derefter justeringsværktøjet til at tilpasse det til pivot med cylinderens drejning. Afslut ud af hierarkiet. Nu skal håndtaget dreje fra cylinderen, som det vil inde i låsen.

Håndtaget skal kun rotere ca. 15 ° opad for at nå åbentilstanden, men du kan selv bestemme den bedste højde. Drej det til din valgte åbne position og lav en lille kasse tæt på midten for at repræsentere boltens skår. Skær og slet en vandret sti til venstre for hakket for at gå igennem, og sørg for at lukke eventuelle huller, du opretter. Drej håndtaget tilbage og bemærk den vej, som noten følger. Skær og slet et afsnit for denne sti. Endnu en gang skære linjer vandret til hakket ny hvilestilling og skåret et lille hul i siden af ​​håndtaget for at fange hakket, hvis bolten skal trykkes tilbage, mens håndtagene lukkes. Ryd det nuværende layout til noget, der ligner det, jeg har ovenfor, og afrund alle hjørner, hvor stykker kan glide imod hinanden.

For at skabe kurverne for nøglepindene, lav en cylinder for hver nål, hvor midten af ​​cylinderen er indstillet til nøglerne håndterer og radiusen når til nålen. Du skal have 4-5 cylindre afhængigt af hvordan du lavede din nøgle. Disse vil blive slettet fra armen, mens den er i åben position, så stiften vil bevæge sig langs den oprettede kurve og holde armen opad, indtil hakket har passeret gennem porten. Fastgør cylinderen til cylinderen for drejepunktet og brug en boolesk operation (fundet i maksimum under Opret> Sammensatte objekter> Boolean) for at trække dem fra håndtaget. Bro over huller. Du skal gøre dette særskilt for hver håndtag, bare pas på at prøve boolsk kun én gang pr. Håndtag, og sørg for at du skærer den rigtige form for hver nål. Når de alle er skåret, kan du rotere dem tilbage til en lukket stilling.

Du kan bemærke, at jeg har en håndtag, der ikke passer til de andre. Det er gateway er lige uden at rotere og hullet til hak er under det snarere end over. Dette skyldes, at den nederste stifter vil passere gennem håndtaget uden at røre ved den, mens en ukorrekt stift løfter håndtaget og dermed spærrer hakket. Du er velkommen til at inkludere denne type arm i din egen model. Næste op skaber vi bolten.

Trin 6: At lave bolten

Bolten er et af de hårdeste stykker at lave, fordi det har brug for sådanne præcise huller til gardinet for at køre det frem og tilbage en lang nok afstand på meget kort tid. Af denne grund skal dine håndtag formes som dem, der er demonstreret, så at hakket har mindre afstand til at rejse mens de stadig er sikre. Mens du laver bolt, skal du muligvis revidere dine håndtag lidt for at sikre præcis timing for boltens udløsning.

Start med en kasse ca. 1,5 gange højden af ​​håndtaget, og næsten dobbelt bredden. Dybden skal være den samme som hele bredden af ​​tasterne. Du skal ikke bekymre dig for meget om disse målinger, de kan let justeres senere uden for meget besvær. Placér det, så cylinderen til spindelrotationen er halvvejs op til højre. Drej håndtagene op til deres åbne position og juster boltens højde for at sikre, at den passer indvendigt. Vinkel toppen af ​​bolten, så den dækker håndtagene og forhindrer dem i at gå ud over deres åbne position. Skær til venstre for håndtaget og langs toppen for at ekstrudere indad et rum for spændene at sidde. Det skal være omkring 5 stifter dybt, der forlader to for gardinet og boltens kasteremekanisme. De skal bare passe, herunder plads til skiver mellem dem. Brug den boks, du oprettede i det foregående trin som en reference for hakene positionering, skære og ekstrudere den faktiske hak og dreje hjørnerne lidt.

For bedre at forstå hullet, der kræves for gardinet til at bevæge bolten og hvordan det virker, foreslår jeg, at du ser denne video. Du vil bemærke, hvordan det største stykke af gardinet knapt bruges til at skubbe bolten, men snarere støbeformen på bagsiden, som du lavede først, når du laver den. Læg dit gardin sammen med bolten og drej det et par gange for at forstå, hvor det vil kontakte det. Flyt bolten over til det mindste punkt, hvor hakket er frigivet fra håndtagene, bemærk den afstand, den har rejst, og det punkt, hvor gardinet forlader bolten. Bemærk halvvejsepunkterne for begge disse positioner (dvs. når gardinet peger direkte op og hvor bolten skal være.). Gør det samme for omvendt retning (åbning af låsen). Hvis du leder efter et meget nøjagtigt og jævnt resultat, skal du vende dig til enten et specialt tegneprogram som AutoCad eller udarbejde planerne på et tegnebræt for at få den nødvendige kurve. Men selvom jeg ikke anbefaler dette til en god lås, kan du få et ret solidt resultat ved at anvende formen på hakket som set ovenfor og i videoen til de punkter, du har i øjeblikket, som skulle have givet dig den krævet højde og bredde. For at gøre dette skal du oprette en boks med et godt antal segmenter og flytte det til den ønskede form. Derefter sporer den positionen, når bolten bevæger sig og justerer kurven for at passe det krævede tryk. Igen vil jeg forsøge at udarbejde planerne nøjagtigt først, hvis det overhovedet er muligt før jeg går ind på den metode.

Med hakket på plads er alt det, der er tilbage, den sekundære kurve for gardinens stabiliserende sektion at bevæge sig igennem. Dette kan virkelig være en form, du kan lide, det er simpelthen den dybde, der betyder noget, selv om jeg formede min for at forsøge at hjælpe med at skubbe bolten ud. Bare sørg for, at gardinet kan dreje frit med boltens bevægelse.

Glem ikke at rydde op og glatte af alle hjørner eller bevægelige dele, og flyt modellen frem og tilbage for at sikre, at intet kolliderer. Hvis det er muligt, er det bedst at oprette en animation af stykket, der bevæger sig, så du kan se alt, der flytter sammen og tjekke for fejl.

Endelig skal vi bare samle huset.

Trin 7: Gør dækket

Den sidste fase af at gøre huset er næsten lige så simpelt som at bygge en kasse rundt om mekanismerne, men med et par ekstra detaljer;

1. Medtag en lille understøtning for at holde håndtaget op, når bolten ikke er på plads.

2. Lav et lille hak på bagsiden for at hjælpe med at styre bolten.

3. Medtag en måde at skrue de to halvdele sammen uden at blokere eventuelle bevægelige dele.

4. Boolean ud alle relevante understøtninger, skruehuller og nøglehuller.

Jeg har valgt at skrue sammen modellen, da den er langt den enkleste metode, selvom jeg er sikker på, at der er mange mennesker, der ville have meget mere interessante løsninger. Selvom jeg ikke vil gå i detaljer om hvordan man laver skruer, er de relativt enkle modeller, der enten kan downloades, eller hvis du har lyst til at prøve dem selv, vil jeg anbefale denne vejledning.

Begynd med at skabe en kasse, der er bred nok til at indarbejde curtainens fulde rotation, og det ender med bolten (i åben låseposition) i spidsen mod kanten. Lad en lille smule plads over bolten og nok plads på bunden til gardinet. Tykkelsen af ​​huset er op til dig selv og kan variere afhængigt af hvilket materiale du har til hensigt at udskrive. Duplikere modellen og ekstruder fronten for at skabe den anden halvdel og slet resten. Bro / Cap nogen huller. Hvis du vælger at skrue modellerne sammen, skal du blot ekstrudere et par blokke på bagsiden af ​​huset, så skruerne kan klare sig ind. Disse kan doble op som understøtninger til bolten, hvis du justerer dem med den. Hvis du er i tvivl om hvor alt vil bevæge sig, prøv at placere cylindre over noget, der roterer for at se det er rotationsbue. Skær og ekstruder også en lille sektion for at mødes med bagsiden af ​​spakene, når du hviler, så det forhindrer dem i at bevæge sig uden bolt på plads. Husk på, at det skal komme ind fra sidevæggen, da gardinet bliver nødt til at rotere under det.

Da bolten og huset er fladt imod hinanden, er det let nok at lave et segment, som ekstruderer fra bunden af ​​bolten, og en matchende forsænket kanal i huset for at muliggøre bevægelsesområdet for bolten. Dette hjælper med at styre bolt og forhindre det i at glide.

Endelig kan vi forberede os til at booleere ud de endelige former. Pas på i dit setup på dette tidspunkt og sørg for at du har inkluderet alt og husket at svage udligne skalaen af ​​hver form så det ikke vil være 100% flush. Jeg fandt ud af, at for at holde positioneringen nøjagtig, skal du medtage pivotcylinderen for spændene i den boolske uden at passere hele vejen igennem, og derefter oprette det egentlige stykke, der ekstruderer / flytter den resulterende cirkel ud. I dette trin skal du inkludere: Nøglehullet form, gardinerne cirkulære understøtningsringe, skruehullerne, drejeknappen til håndtaget. Når disse er blevet trukket fra, vil der sandsynligvis være brug for nogle oprydning for at gøre brikkerne udskriftspligtige. Prøv at svejse alle hjørner på en ekstremt lav værdi som.1mm, og gør det samme for kanter, da dette bør fjerne mange problemer. Hvis der ser ud til at være grænser, hvor der ikke er nogen, så sørg for at ingen ansigter fik deres normaler vendt i processen, og vend dem tilbage, hvis de gjorde det.

Når alt er ryddet, så er det det, du har nu en arbejdslås. Tillykke! På næste trin vil jeg vise dig det sidste stykke i aktion.

Trin 8: Slutstykket

Og her har vi den sidste lås i aktion sammen med lidt af min egen dekoration for at gøre det lidt mere interessant udseende. Hvis du gerne vil vide, hvordan du laver dekorationen eller gerne vil se mine STL-filer til det, så er du velkommen til at kontakte mig.

Mortice Lock og nøgle fra Matthew "Rick" Shaw på Vimeo.

Første pris i

3D Design Contest