一种3D打印二阶魔方制造技术

本申请属于3D打印先进制造技术领域，特别涉及一种3D打印二阶魔方，其包括：球状体，球状体表面具有三个滑槽，三个所述滑槽所在的三个平面相互正交，三个所述滑槽将所述球状体的球面分成8个魔方固定块球壳(3)，球状体的中心具有魔方中心体(1)，魔方中心体(1)与每个魔方固定块球壳(3)之间通过一个支柱(2)连接，魔方中心体(1)与魔方固定块球壳(3)之间具有间隙；大幅减少了魔方生产的零件数量，完全取消了传统机械魔方生产中的细碎零件制造环节和装配工艺，大幅提高了生产效率，取消了模具、夹具、刀具等生产环节，降低了生产成本，具有很大的经济效益。济效益。济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印二阶魔方


[0001]本申请属于3D打印先进制造
，特别涉及一种3D打印二阶魔方。

技术介绍

[0002]魔方作为一种经典的益智玩具长期以来深受大众的喜爱，不过由于其结构复杂，受传统加工方式制约，零件和紧固件数量多，装配难度大，模具、夹具、刀具生产成本高，生产效率低，而且限制了其新颖结构形式和高阶结构形式的设计和制造

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请提供了一种3D打印二阶魔方，包括：
[0004]球状体，球状体表面具有三个滑槽，三个所述滑槽所在的三个平面相互正交，三个所述滑槽将所述球状体的球面分成8个魔方固定块球壳，球状体的中心具有魔方中心体，魔方中心体与每个魔方固定块球壳之间通过一个支柱连接，魔方中心体与魔方固定块球壳之间具有间隙；
[0005]8个魔方活动块，魔方活动块为切掉一角的立方体，所述切掉一角形成的切面为八分之一球面，所述球面具有三个角，每个角具有一个魔方活动块卡爪；
[0006]魔方活动块卡爪通过所述滑槽卡在所述间隙中。
[0007]优选的是，其中一个魔方活动块与一个魔方固定块球壳为一体结构，形成魔方固动块。
[0008]优选的是，卡爪包括支臂与爪片，所述支臂一端与球面的一个角连接，另一端与爪片连接。
[0009]优选的是，所述爪片为具有球面的矩形片，爪片的一个角与所述支臂连接，该角的对角靠近魔方活动块对角线，所述对角线为所述切掉一角的对角线，也就是说爪片的一个角与支臂连接，另外一个角由靠向内侧，这样才能扣住魔方固定块球壳内侧。
[0010]优选的是，所述支臂的侧面包括与魔方活动块侧面位于同一平面的外侧面以及与外侧面对立面的内侧面，所述外侧面为相互垂直的两个平面，所述内侧面为一个平面、相互垂直的两个平面或者圆弧曲面。
[0011]优选的是，魔方中心体的形状包括正方体，球体。
[0012]优选的是，魔方中心体的中心为空心。
[0013]优选的是，魔方活动块的中心为空心。
[0014]优选的是，魔方中心体、支柱、魔方固定块球壳以及所述魔方固动块为3D打印一体成型。
[0015]优选的是，魔方活动块为3D打印一体成型。
[0016]本申请的优点包括：利用3D打印技术的独特优势，本专利技术突破了传统机械魔方先零件后装配的的生产制造模式，基于3D打印技术专利技术了一种全新的魔方结构。将原本需要大量零件和紧固件通过繁琐装配工序才能生产完成的二阶魔方用3D打印方法一次打印完
成，大幅减少了魔方生产的零件数量，完全取消了传统机械魔方生产中的细碎零件制造环节和装配工艺，大幅提高了生产效率，取消了模具、夹具、刀具等生产环节，降低了生产成本，具有很大的经济效益。本作品充分发挥了3D打印一体成型复杂结构的优势，对于3D打印技术的推广具有积极的促进作用，同时也为其他复杂机构/结构的设计制造提供了新的思路。
附图说明
[0017]图1是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的示意图；
[0018]图2是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的一面转动示意图；
[0019]图3是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的内部结构图；
[0020]图4是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的A
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A面剖视图；
[0021]图5是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的B
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B面剖视图；
[0022]图6是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的魔方固定块整体件示意图；
[0023]图7是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的正视图；
[0024]图8是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的不具有魔方固定块的剖视图；
[0025]图9是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的具有魔方固定块的剖视图；
[0026]图10是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的魔方活动块的示意图；
[0027]图11是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的3D打印二阶魔方旋转后的内部结构图；
[0028]图12是本申请实施例1的3D打印二阶魔方的剖视图；
[0029]其中，1
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魔方中心体；2
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支柱；3
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魔方固定块球壳；4
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魔方固动块；5
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魔方活动块；6
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魔方活动块卡爪。
具体实施方式
[0030]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0031]实施例1：如图1～12；一种3D打印二阶魔方，组成部分包括魔方固定块4(1个)、魔方中心体1(1个)、魔方活动块5(7个)、魔方固定块球壳3(7片)、支柱(7根)，其特征是：还包括魔方活动块卡爪6(3
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7片)；空心立方体形状的魔方固定块4和空心切角立方体形状的魔方中心体1融合为一个整体，魔方固定块球壳3(7片)通过支柱(7根)也与魔方中心体1融合，成为一个魔方固定块整体件。每一个空心的魔方活动块5(7个)都设计有3个魔方活动块卡爪6，把魔方固定块球壳3套在魔方活动块5中间的空腔中。魔方固定块整体件与7个魔方活动块5之间设计有间隙，在3D打印前由专用软件自动添加强度较弱的辅助支撑，打印完成后通过旋转魔方活动块5破坏这些辅助支撑，即可实现二阶魔方的功能。
[0032]3D打印二阶魔方的运转原理示意如图6所示：当魔方完成3D打印后，由于打印机为魔方内部添加了辅助支撑，魔方的所有方块暂时成为一个整体。按照标准配色给魔方各表面粘贴相应颜色的贴纸魔方即制作完成。当手动旋转魔方时，魔方内部的辅助支撑受力断开，魔方的1个固定块和7个活动块彼此分开并可以相对转动。当旋转魔方的任意四个共面方块时，均存在4个共面的魔方活动块5共同旋转，其卡爪均在魔方固定块球壳3的导向作用下绕魔方中心轴做旋转运动，从而使这四个共面魔方活动块5相对其余四个共面方块转动，即实现了魔方的使用功能。
[0033]实施例2：球状体，球状体表面具有三个滑槽，三个所述滑槽所在的三个平面相互正交，三个所述滑槽将所述球状体的球面分成8个魔方固定块球壳，球状体的中心具有魔方中心体，魔方中心体与每个魔方固定块球壳之间通过一个支柱连接，魔方中心体与魔方固定块球壳之间具有间隙；
[0034]8个魔方活动块5，魔方活动块5为切掉一角的立方体，所述切掉一角形成的切面为八分之一球面，所述球面具有三个角，每个角具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印二阶魔方，其特征在于，包括：球状体，球状体表面具有三个滑槽，三个所述滑槽所在的三个平面相互正交，三个所述滑槽将所述球状体的球面分成8个魔方固定块球壳(3)，球状体的中心具有魔方中心体(1)，魔方中心体(1)与每个魔方固定块球壳(3)之间通过一个支柱(2)连接，魔方中心体(1)与魔方固定块球壳(3)之间具有间隙；8个魔方活动块(5)，魔方活动块(5)为切掉一角的立方体，所述切掉一角形成的切面为八分之一球面，所述球面具有三个角，每个角具有一个魔方活动块卡爪(6)；魔方活动块卡爪(6)通过所述滑槽卡在所述间隙中。2.如权利要求1所述的3D打印二阶魔方，其特征在于，其中一个魔方活动块(5)与一个魔方固定块球壳(3)为一体结构，形成魔方固动块(4)。3.如权利要求1所述的3D打印二阶魔方，其特征在于，卡爪(6)包括支臂与爪片，所述支臂一端与球面的一个角连接，另一端与爪片连接。4.如权利要求3所述的3D打印二阶魔方，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪，吴斌，杜旭朕，黄金昌，王坤宇，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：