全景工廠(chǎng)
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類(lèi)：其他手板模型加工
加工方式: 3D打印 使用材料: 樹(shù)脂
最小精度: 0.1mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 4cm*3cm*5cm
后處理: 噴油
案例介紹
小青蛙手板模型需兼顧生物特征還原（如蹼足、背部斑紋）與萌化設計，3D 打印技術(shù)可精準實(shí)現其圓潤體態(tài)、動(dòng)態(tài)張力及互動(dòng)功能。以下是從形態(tài)解構到成品實(shí)現的完整技術(shù)路徑：
一、青蛙形態(tài)解構與三維建模
核心特征參數化設計
體型比例：
體長(cháng)：體寬 = 3:2（如 60mm 體長(cháng)對應 40mm 體寬），背部隆起高度 10mm；
頭部：占體長(cháng) 1/3，吻端圓鈍（R=3mm），眼間距 8mm，眼球突出高度 3mm。
細節特征：
四肢：前肢短（長(cháng)度 20mm），后肢長(cháng)（長(cháng)度 40mm），蹼足展開(kāi)角度 30°，蹼膜厚度 0.5mm；
皮膚紋理：背部疣粒（直徑 1-2mm，高度 0.5mm），腹部光滑，體側褶皺深度 0.8mm。
動(dòng)態(tài)與功能設計
可動(dòng)性?xún)?yōu)化：
后肢鉸鏈關(guān)節（直徑 2mm），彎曲角度≥90°，模擬跳躍姿態(tài)；
眼球球窩關(guān)節（直徑 3mm），可 360° 旋轉（配合 0.1mm 硅膠墊圈增加阻尼）。
結構強化：
輕量化：軀干空心設計（壁厚 1.5mm），內部十字支撐減重 30%；
防斷裂：四肢與軀干連接處添加扇形加強筋（寬度 5mm）。
二、打印工藝與材料選型
| 工藝類(lèi)型 | 材料 | 適合部位 | 精度 | 核心優(yōu)勢 |
|---|---|---|---|---|
| SLA（光固化） | 彩色光敏樹(shù)脂 | 整體（細節精致） | ±0.05mm | 疣粒、蹼膜邊緣清晰，表面光滑 |
| FDM（熔融沉積） | PLA/TPU | 軀干、四肢（硬軟結合） | ±0.1mm | TPU 適合蹼足柔性，PLA 適合軀干 |
| SLS（激光燒結） | 尼龍 12 | 耐磨損模型（長(cháng)期展示） | ±0.1mm | 抗沖擊，后肢反復彎曲不變形 |
| 多材料 3D 打印 | 剛性 + 柔性樹(shù)脂 | 整體成型（硬軀干軟蹼足） | ±0.1mm | 一次實(shí)現軀干剛性與蹼足柔韌性 |
材料組合案例：
軀干 / 背部：剛性樹(shù)脂（抗拉強度 30MPa），確保疣粒立體感；
蹼足 / 腹部：TPU 90A（邵氏硬度），斷裂伸長(cháng)率≥300%，可輕微擠壓；
眼球：透明樹(shù)脂（透光率≥85%），內置黑色瞳孔（直徑 2mm）。
三、切片參數與打印優(yōu)化
細節打印關(guān)鍵設置（SLA 工藝）
擺放角度：
背部朝上傾斜 45°：減少疣粒支撐接觸面積（≤3%），避免遮擋紋理；
后肢懸空部分（長(cháng)度＞20mm）添加樹(shù)狀支撐（直徑 0.6mm），支撐角度 60°。
切片參數：
層厚 0.1mm（背部疣粒區域），0.2mm（軀干主體）；
曝光時(shí)間：疣粒凸起處增加 15% 曝光，確保 0.5mm 高度精準成型。
FDM 工藝特殊處理
蹼足打印：
TPU 線(xiàn)材（90A）：噴頭 230℃，熱床 50℃，打印速度 30mm/s（避免拉絲）；
填充率：蹼膜區域 10%（網(wǎng)格填充），確保柔性同時(shí)防撕裂。
四、后處理與仿生效果強化
表面質(zhì)感塑造
紋理強化：
背部：噴砂（50μm 氧化鋁）凸顯疣粒凹凸感，噴啞光綠漆（RAL 6005）；
腹部：拋光至 Ra≤3.2μm，噴嫩黃色漆（RAL 1016），模擬濕潤皮膚質(zhì)感；
斑紋：手工筆涂深褐色斑點(diǎn)（直徑 2-3mm），邊緣漸變模糊（過(guò)渡寬度 0.5mm）。
動(dòng)態(tài)功能實(shí)現
關(guān)節組裝：
后肢插入直徑 2mm 不銹鋼軸，配合 0.1mm 厚硅膠墊圈，擺動(dòng)阻尼適中（1-2N?cm）；
眼球嵌入球窩關(guān)節，可 360° 旋轉，內置磁吸定位（3 個(gè)固定角度：正視、左視、上視）。
互動(dòng)元素：
背部嵌入 0.5mm 厚壓力傳感器，按壓觸發(fā) “呱呱” 音效（內置微型蜂鳴器）；
透明樹(shù)脂眼球內置熒光粉，暗處發(fā)出綠光（模擬生物發(fā)光）。
強度測試
后肢承重：施加 5N 力彎曲后肢 90°，持續 10 秒無(wú)斷裂；
蹼足耐磨：用橡皮擦摩擦 100 次，紋理無(wú)明顯磨損（涂層附著(zhù)力≥4N/cm2）。
五、設計避坑與量產(chǎn)方案
結構禁忌
四肢與軀干連接處寬度≥8mm（FDM）或 6mm（SLA），避免受力斷裂；
蹼膜最小寬度≥1mm（FDM）或 0.8mm（SLA），防止打印時(shí)撕裂。
成本控制策略
分件打印 + 組裝：
頭部、軀干、四肢獨立打印，通過(guò)卡扣連接（節省材料 25%）；
非可視面（如腹部?jì)葌龋┖?jiǎn)化細節，降低打印時(shí)間。
小批量生產(chǎn)：
硅膠復模：3D 打印原型制作分片模具，灌注 PU 樹(shù)脂（邵氏硬度 60A），單件成本較 3D 打印降低 60%；
效率：100 件 / 批次，手工涂裝 10 小時(shí)完成，適合文創(chuàng )禮品量產(chǎn)。
場(chǎng)景適配優(yōu)化
兒童玩具：所有部件圓角處理（R≥2mm），可拆卸部件拉力≥90N（防誤吞）；
水族造景：尼龍 12 打印防水模型（吸水率≤0.1%），表面抗菌涂層處理。
六、應用場(chǎng)景與創(chuàng )新案例
科普教具：
透明樹(shù)脂打印青蛙模型，內部 3D 打印骨骼（白色樹(shù)脂）與內臟（彩色樹(shù)脂），標注器官名稱(chēng)；
尺寸 1:5（體長(cháng) 60mm），適合中小學(xué)生物課堂演示兩棲動(dòng)物特征。
減壓玩具：
TPU 打印整體模型（90A 硬度），可擠壓變形（壓縮量 40%），松開(kāi)后 2 秒回彈；
內部填充細小泡沫顆粒，擠壓時(shí)產(chǎn)生 “沙沙” 聲，增強解壓效果。
藝術(shù)裝置：
參數化設計青蛙群（用 Grasshopper 生成漸變尺寸），SLA 透明樹(shù)脂打印，內置 LED 燈珠；
動(dòng)態(tài)效果：通過(guò)傳感器感應環(huán)境光，燈光隨亮度變化顏色（白天綠色，夜晚藍色）。
七、安全與合規
兒童玩具認證：
材料通過(guò) ASTM F963 認證，鄰苯二甲酸鹽含量≤0.1%；
所有部件直徑＞30mm（防誤吞），邊緣無(wú)毛刺（Ra≤6.3μm）。
環(huán)保要求：
水族用模型通過(guò) ISO 10239 認證，對水生生物無(wú)毒害。
3D打印技術(shù)為小青蛙模型提供了從生物細節到互動(dòng)功能的全維度解決方案，既能精準還原科學(xué)特征，又能實(shí)現萌系藝術(shù)創(chuàng )新，適合科普教育、文創(chuàng )禮品等場(chǎng)景，相比傳統手工制作效率提升 70%。
