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常見夾式、壓式與螺紋式輪胎打氣頭的構造

在台灣的交通工具中,無論是汽機車乃至於腳踏車,大部分最常見到的都是所謂的美式氣嘴,而我們在車行或者是外面加油站的自助打氣站中,往往會看到許多種打氣頭的規格,以下我就以常見的三種規格來簡單的介紹一下。 至於還有一種沒有任何夾頭,單純靠手去壓住打氣的我就不另外介紹。(那種好像叫做勾式打氣頭,但是那種打氣頭得一直壓著,因此會比較費力一些,在修車廠有空壓機的地方打氣快速撐一下下還好,但如果是家裡常用的小台打氣機,手撐著半天真的是挺酸的一件事)。

以下圖為例,左邊的氣嘴是壓扣式的氣嘴,而右邊則是小米打氣機本身的打氣頭,是屬於螺紋式的打氣頭,再來下面第二張圖中則是所謂的夾式打氣頭。



而知道了上述的打氣頭之後又能幹嘛呢? 這邊我想介紹一下它們各自能固定在氣嘴上的原理,因為知道了這些原理之後,下次遇到氣嘴打不進氣一直噴出來的狀況(排除根本沒壓力或管線洩漏的狀況),就可以從這些固定處來檢查一下,到底是沒夾好、沒壓好,或是它裡面的橡膠圈已經劣化或是髒污。

首先要先了解美式氣嘴中間有一根芯,而那根芯壓下去之後就會與外界連通,藉此達到洩氣或充氣的目的,因此打不進去也有可能是閥芯有問題或是打氣頭沒有將閥芯頂開造成的。(構造可以看這邊的維基百科


螺紋式打氣頭:

首先小米打氣機本身的螺紋式打氣頭沒什麼好說的,就是使用一個內螺紋來固定在氣嘴的外牙上,這種固定方式牢靠緊密,除非裡面密封的橡膠環已經破損,否則不太容易會有漏氣的現象產生。

壓式打氣頭:

接下來是所謂的壓扣式打氣頭,這種好處是打氣快速不需要像螺紋式的要旋轉好多圈,只要將打氣頭塞入並將快扣向下搬即可固定,而它的原理是透過後方的壓桿(類似一種偏心輪的構造),當下壓時會將中間的打氣頭向前推,而當往前推時最前方的白色膠圈會因此被壓扁(內徑因此變小),藉此去夾住氣嘴的外螺紋部分。這種打氣頭在壓下去但還沒壓下壓桿時都會有洩氣的聲音,就是因為此時中間的支柱已經將氣嘴的閥芯頂開,而膠圈又還沒壓扁所以就會一直洩氣,因此動作要快!

另外可以注意的一點是,這種打氣頭是透過壓縮橡膠環的方式達成固定,那我建議在平常不使用時就要將壓桿保持在鬆弛的位置,這樣比較能保持橡膠環的彈性以及避免長時間壓縮變形,可以延長這種打氣頭的壽命。



夾式打氣頭:

這種打氣頭應該是我遇過最容易固定不緊與漏氣的打氣頭了,往往都需要靠手去固定才有辦法打氣,而它的原理就是透過旁邊的一個小卡榫,把夾子壓下然後將打氣頭塞入氣嘴,接著放開夾子後紅圈處的小卡榫就會利用氣嘴的螺紋來固定,但是這種打氣頭常常都會偏一邊導致橡膠環不夠密合而漏氣,所以常常會看到修車廠的師傅還得用手壓住才能把氣打進去。



看完了以上三種常見的打氣頭之後,下次有打不進氣的問題不要急著硬壓打氣頭,可以先檢查一下氣嘴的閥芯是否作動正常(稍微快速的壓一下看會不會洩氣),或是檢查一下膠圈上面時否有砂石甚至是膠圈本身已經破損。


而這裡順便介紹一下,常常會在打氣頭套件上附贈的洩氣裝置,它的原理其實就是有一個按鈕桿搭配彈簧與橡膠圈組成,當下壓按鈕時會將橡膠圈頂開,此時管路內的氣體就會從那邊洩放出來,以達成洩壓的目的。





飛利浦 義式咖啡機 EP2231如何單獨使用奶泡功能

話說在買了這台咖啡機之後,每天這樣喝美式咖啡或咖啡拿鐵難免會覺得有點膩,有時候會想要用可可、抹茶粉之類的東西來做一些拿鐵系列的東西。但是因為這台機器是屬於比較基本款的機型,所以並沒有單獨出奶泡等等的功能。我也想過用家裡的鍋子隔水煮牛奶來製作拿鐵,但看著旁邊的咖啡機明明就有奶泡功能,不免感到有些遺憾。


幸好在廣大的網友分享心得下,有一篇文章的討論串中提到如何單獨的使用奶泡功能的秘訣。從下圖我們可以看到,這台咖啡機本身是有支援咖啡粉模式的,意思就是說我可以不透過這台咖啡機本身的磨豆機來磨豆,而是另外用其它的機器磨成咖啡粉之後,在放入這台機器內製作espresso,而我們就可以利用這一個功能,藉此來達到避開出咖啡液的作用,以達成單獨使用奶泡功能的效果。


在咖啡機的設定中,我們只需要把咖啡豆量的那一個設定長按幾秒,當燈號顯示在下面的湯匙時,就代表我們現在要使用自己磨好的咖啡粉來沖泡拿鐵,此時右邊調整奶量,並且按下啟動後這台咖啡機會先出奶泡的部分(這就是我們要的),當奶泡的行程完成之後,我們就按下右邊的停止鍵使機器不會再出咖啡液。

透過這個小技巧,我們就可以單獨的使用這台咖啡機的奶泡功能,也就可以用來製作可可拿鐵、抹茶拿鐵等等之類的飲品了。像我平常也喜歡喝奶味比較重的拿鐵,也可以在沖泡一次拿鐵之後再加上一份奶泡,藉此達成“重乳拿鐵”的效果。

透過這個小技巧,我們可以把這台咖啡機的功能再次提升,可以做出更多不一樣的飲品~

飛利浦 義式咖啡機 EP2231的LatteGo奶泡系統原理

 


前陣子在美式賣場買了這義式咖啡機,在展場的時候一直很好奇它的LatteGo奶泡系統怎麼做到免管路還可以弄出奶泡的。

原因是那時候為了要不要買自動咖啡機,一直令我天人交戰,畢竟我很在意的就是後續的維修與保養,以前有聽過自動咖啡機因為結構複雜,內膽機芯不方便清洗或是奶泡管路容易滋生細菌等等問題。


而這篇文章就來簡單的介紹一下工作原理,達成牛奶與蒸汽混合後打成奶泡的功能,關鍵就在它那個外掛的LatteGo牛奶盒上面。


從上圖可以看到,在透明的塑膠內盒與黑色的外蓋之間,形成了一條將牛奶上吸的通道,同時上方有一個類似文氏管的結構,當蒸汽從左側向右噴出時會將牛奶上吸(因為形成負壓),同時在圖中右側的圓形區域內不斷的旋轉攪拌後流出,藉此達成加熱與打奶泡的功能。(缺點就是沒辦法控制牛奶與奶泡的比例)


我將內外盒拆開後大致長這樣子,可以看到黑色外盒有一條矽膠條,因此當內外盒組合起來後能形成一個通道,這樣的設計可以讓使用後的清洗方便許多,不會再因為牛奶洗不乾淨,導致卡在管路內發臭或滋生細菌的現象產生,同時牛奶也完全沒有經過機體本身。

這台咖啡機在我用了兩個月左右感覺到非常的方便,雖然功能沒有其它咖啡機來的多(但是價格也多很多),但是以CP值、清洗或維護的面向上都讓我感覺到非常滿意,尤其這個奶泡系統更是讓我決定購買的主因。


維修小米 米家LED智慧檯燈1S調光旋鈕故障問題

 


這是一台用了好一段時間的小米智慧檯燈,然而前陣子我一直覺得它要轉好多圈才能調整到全亮或暗下來,當時還不以為意以為是自己的問題,直到前陣子它突然完全無法調整亮度與色溫,我才發現它裡面的旋轉編碼器故障了。

但是因為它的拆卸螺絲跟滑鼠很像,是黏在底部止滑墊裡面的,而很常發生止滑墊拆下來後就不黏的現象,於是我打算先從簡單的方法修理起,如果不行在拆開內部檢查。

這種旋轉編碼器只要把上面的白色旋鈕給拔下來,就可以看到內部的旋轉編碼器了,而我再次請出拯救我無數電器的電子接點清潔劑出來,記得在噴之前要先把電線給拔掉。然後使用清潔劑朝著旋鈕的中心噴,讓清潔劑滲透到編碼器內部,因為有時候這種問題只是因為表面氧化接觸不良造成的,而我噴進去在給它左右轉個幾次之後,等到它的清潔劑揮發完才上電。


順利完修!!

就這麼簡單,只花了一兩分鐘就順利解決。

我知道不是每個人家中都有接點清潔劑這種東西,其實也可以試試看用酒精滲透進去進行清潔(避免噴灑到旁邊的電路板或外殼),但切記一樣的就是要等揮發乾之後才上電。

機車卸油螺絲滑牙的教訓

 


一直以來我為了省錢,都習慣自己換機車的機油。但是就在前陣子一次換機油的時候,當我把油卸完準備把底部的卸油螺絲鎖回去時,怎麼樣都鎖不緊而且還一直空轉,當下我頭皮一陣發涼,猜測八成是我把底部引擎油底殼的螺紋給鎖滑牙了。

當時的我犯了一個錯誤,因為怕手弄髒所以我用T型扳手去把螺絲鎖上去,但這樣就造成一個問題,當今天卸油螺絲鎖回引擎機殼的時候,如果螺絲的進入角度不對,很容易就造成引擎的螺紋變形或被弄歪,結果我沒有注意到還持續硬鎖,造成的結果就是直接滑牙了。

還好機車行似乎也常常遇到這種情況,因此幫我把底部的螺紋在用大一點的螺絲攻給重製螺紋,然後換上一顆螺絲就處理好了。

我覺得這次的經驗讓我在往後許多面向上都特別小心。而且我後續觀察修車廠的老闆,在鎖汽車輪胎的螺絲時都會先用手把螺帽鎖入幾圈,然後用氣動扳手稍微鎖到底,接著在依序對角的鎖緊螺絲。

而我這次為了怕髒,沒有先用手把螺絲鎖進機殼內,就直接用工具加鎖,結果後面得不償失。如果以後有類似的動作真的都要特別的注意。不過也還好我有及時發現,不然萬一在路上騎然後機油開始洩漏害別人摔車,那我可就吃不完兜著走了。


類似的經驗也在我組裝傢俱櫃時有發生過,那時候我貪圖方便就使用電鑽內部的起子檔來組裝衣櫃,結果也是因為木工螺絲的進入角度不對,偏了一下然後螺絲穿出櫃子的表面留下一個大洞。

現在很多組裝傢俱都是先鑽一個引導的小孔,然後後續在用木工螺絲鎖進去,因此這次的經驗後我後續都乖乖的用螺絲起子,寧可一顆一顆慢慢的用手擰緊。而且使用電動工具也很有可能造成木工螺絲滑牙,反而造成更多的問題。

直流電風扇的滾珠軸承到底該不該上油?

 


現代許多家庭中的電風扇都已經改用DC直流電扇,這種電扇吹起來的風我覺得比較柔和,同時耗電量也比傳統的電扇低上不少(雖然價格也高上不少)。但是我們在過去常常會使用WD-40或是潤滑油,對馬達軸承上油的動作,在現代的DC直流電扇上到底還有沒有需要呢?

我去觀察了一下電風扇內部的軸承是使用608z系列軸承,這個型號的滾珠軸承在之前流行好一陣子的指尖陀螺上很常看到。而一般來說在我的記憶中,這種帶有防塵蓋的滾珠軸承是很少在潤滑的,就像摩托車的輪胎軸承一樣,多半有異音的時候也是直接換掉了。

而為了確認一下這個論點(以及跟風一下),我把這個問題丟給chatGPT來回答,它的回答也是一般不會特別去潤滑這種帶密封蓋的滾珠軸承。(很好!我的想法跟AI共識一致)


因此如果你們家的電風扇是這種滾珠軸承形式的,就也不用特別去潤滑了,畢竟家裡應該也不是什麼高溫或粉塵的場所。同時要注意更不要拿什麼WD-40去噴,很多人都誤以為WD-40是潤滑油,但它主要的用途是除鏽劑,倘若用它去噴很可能會導致滲透進去後,軸承內部的油反而被洗掉,因此這點是特別需要留意的地方。

3D列印剛印好請不要急著拔物件



在使用FDM的3D印表機,有時候當零件一印完之後,我們往往都會急著想要把上面的東西給拔下來,畢竟印好了有時候就迫不期待的想要裝看看、把玩看看。又或是有人在進行校正方塊的列印時,就會趕著把它拔下來進行尺寸的量測。但這樣,其實會引發一個潛在的問題。

以我上面使用BambuLab P1P列印的長方形棒材來說,一般PLA列印熱床溫度會介於55~70之間不等,而當我今天一印完之後,畢竟熱床的面積比較大,因此並不會像擠出機那樣降溫的如此迅速,此時物件的底部其實還是處於相對高溫的狀況下,而且PLA其實在60度上下是稍稍具有可塑性的,當你今天在有些溫度時又把它給拔下來(拔物件本身就會對它產生變形的力量了),很容易在這個過程中造成不可逆的變形變化,又例如說當我在熱床還沒冷卻後,就移除我上方圖片中的列印的物件,很有可能導致長方形棒變得稍微有點彎曲。

而有些人會列印扁平的方形塊來進行尺寸、線寬的校正,如果此時沒有等充分冷卻下來後,一來會有熱脹冷縮的問題,二來在拔下來的過程中造成的變形,也可能導致後續尺寸量測上的錯誤。當你今天用錯誤的尺寸來校正,後果當然可想而知會發生很多問題(然後還抓不到原因)。

因此我個人的經驗是,如果不急(我覺得這也急不得,等物件冷卻也是列印的一環)建議還是等到整個熱床冷到介於室溫的溫度在移除,或是冷到它自己脫落熱床比較好(現在的鍍層鋼板都很棒,有些物件冷至室溫後就會自己脫離熱床)。

這是一個很小很小的細節,但急性子的我常常忽略或不在意這件事情,直到有一次印較長的方形棒材時才被朋友提醒,怎麼整個棒子看起來彎彎的,我才意識到一直以來都犯了這個錯誤,我覺得是在列印過程中相當值得去注意的一環。

結合3D列印,修東西更方便

 


  在我們生活中常常遇到各式各樣的東西裂開、破掉之類的狀況,就像我之前維修過的時鐘一樣,許多人遇上塑膠鎖耳斷掉幾乎都是直接把東西丟了。丟掉也在所難免,因為有些塑膠零件用強力膠固定之後,過沒多久又會再次裂開,而這時候我們就可以結合3D列印,去補強原有破損、斷裂的部分,讓它起死回生。

  以下面這張圖的例子來說,它是一個工廠控制面板蓋子的鎖扣,因為長期過度用力去扳動的關係,讓它內部四角形的內圈都裂開了,導致怎麼轉都會滑脫沒辦法帶動內部那個金屬的四角形結構。


  之前我一定會使用快乾黏一黏然後就繼續回去使用,但問題在於這個旋鈕本身設計的問題(也可以說同事太粗暴),在塑膠的內四角部分並沒有做的太厚,所以以我的經驗來說,快乾怎麼黏都很難比起原有的塑膠射出來的強,所以就算黏回去好了,再次裂開只是遲早的事情。
  因此,我使用了3D印表機並使用PETG的線材,列印了一個圓圈套環(花不到十分鐘),並且再
把裂開的塑膠以快乾黏回去後套在上面,並且在上一圈快乾作為補強。如此一來在旋鈕旋轉的過程中,那個套環可以確保足夠的向內支撐力,使的這個塑膠零件不會再次裂開


  確實我也使用實物測繪,繪製了一個旋鈕並列印出來(這是我的方案B),但問題是3D列印的東西真的很難比原有的好看,光固化的話強度不足(強的光固化材料又很貴XD),所以我覺得塑膠零件若有破裂或斷掉的情況,我多半會選擇原有的零件進行修復為優先選擇。


  這讓我想到我在2016年4月20維修的塑膠盒子,這就很類似於這樣的道理,這種塑膠盒如果要印的跟原本的一樣漂亮的話,多半要使用到工業用的光固化機台(2016年家庭用的光固化好像也還不普及.....),因此我也是簡單的印了一個L型零件,作為塑膠卡扣的補強,也是一樣只花了少少的零件與時間就維修好了。


  很多時候東西壞掉真的不用想要"整個重新製作",試著用一些方法把原有的東西黏貼與固定,總會找到辦法的(如果是被車輾碎另當別論)。這讓我想到我在工地現場上班時,聽到老師傅說的一句話至今仍言猶在耳,他說:「沒有沒有辦法的啦」,我想這就是學徒跟老師傅最大的差異吧,在他們眼裡彷彿甚麼事情都有辦法解決,我想這就是所謂經驗、智慧、技術的累積吧。

用3D印表機做一個Apple AirTag的束帶固定座

 



  AirTag是一個蘋果公司所推出的物品追蹤器,相信在網路上已經有相當多關於這項產品的測試與介紹。而我在最近買了一台輕型的電動機車,聽同事說這種交通工具因為沒掛牌又沒烙碼的關係(而且很輕),所以蠻容易被偷走的。被同事這麼一說讓我不禁緊張了起來,因此決定買AirTag來裝置在我的電動機車上面做為物品追蹤

  AirTag本體其實就像一個圍棋的棋子一樣,必須使用東西去固定它(我覺得蘋果沒有預留鑰匙孔根本是跟配件商串通XD)。但是市售常見的鑰匙圈並不太適合固定在我的電動機車上,主要是因為我希望能固定在接近車台骨架的位置,如果直接放在車廂內,搞不好被發現後就被丟掉了。因此我決定自行設計一個AirTag的固定架,主要概念是能透過束帶固定就好,不需要用螺絲之類的去固定,而且束帶固定在使用上的彈性也蠻好的,可以裝置在很多地方,如車子、機車、腳踏車等。

  一開始我先在Printables上找到了Apple AirTag Model from Official Apple Measurements這個檔案,我透過這個AirTag的模型檔可以很方便的描繪我的固定座內部需要刪減的尺寸。然後設計了六個對角的束帶固定口,不特別設計螺絲孔,就單純透過束帶固定就好。根據Apple官方給的數據,它達具備防潑抗水與防塵功能,達到 IEC 60529 標準的 IP67 等級,基本上也不用做什麼密閉的外殼了。(除非是要綁的是水上摩托車XD)



  我使用PETG列印確保其固定座的強度,然後在組裝的時候我在內部貼上一小塊稍有厚度的泡棉雙面膠做為緩衝,可以讓固定的效果更好。唯一美中不足的地方是那個Apple的Logo簡直是敗筆,因為那樣做底面印起來根本不好看,之後版本直接去掉做平的就好。


  因為使用標準尺寸去描繪,所以印出來可說是非常的吻合,夾起來之後就像漢堡一樣。反正這個固定座外觀沒差,因此我就不印新的直接以這個裝上我的電動機車了。


  然後接著就是在電動機車上找一個固定的地方了,我把坐墊的馬桶拆開來之後,旁邊有一個很不錯的固定面(平面),因此我在該平面貼了一小塊泡棉膠並用束帶綁緊。


  在我繪製中我沒有想到的是,我做成類似星型的外殼還有一個好處,如果束帶孔的角度不對或不好固定,也可以直接綁外面(如果做正圓形就不好綁了),這算是事後發現誤打誤撞的一個方便設計。


  雖然說這樣固定應該是萬無一失了,但是萬一小偷今天也拿iPhone,然後在偷騎的時候被它發現然後拆掉(AirTag有反跟蹤的功能),這可能也無解了,就當作是多了一層保障吧。

  對這個作品有興趣的,我已經放到Printables,歡迎下載。

3D列印零件公差總是抓不準? 使用最小可行性驗證加速設計流程

 



  在使用3D印表機設計一些產品的時候,常常會遇到裝配相關的問題,無論是埋入線性軸承、滾珠軸承、鎖螺絲釘、埋入六角螺帽、塞入光軸、埋入磁鐵等,這些問題都會遇到所謂的公差問題。縱使我們在先前使用了多少的測試去教準機台,但往往印出來的結果就是會有這麼"一點點"的誤差,但對於動則數小時的大型組合件,這麼一點點的誤差就得丟掉整個零件簡直勞神傷財。

  其實也不能怪3D印表機不夠精準,而是影響公差的成因實在太多太廣,無論是線材、尺寸(小尺寸公差準不代表大尺寸就準)、方向、層厚、填充等都會影響後面實際的公差。因此當我在設計組合件相關的物品時,我都會使用最簡可行產品的概念(minimum viable product, MVP)。根據維基百科的解釋定義,其概念是是指:有部份機能,恰好可以讓設計者表達其核心設計概念的產品。設計者可以進行驗證式學習,根據使用者的回饋,進一步了解使用情形,並且繼續開發此產品。」

  當我把這個概念延伸到3D列印之後,就是:「僅列印重點組合部位,恰好可以表達其組合部分,設計者可以進行實際組合驗證,並根據實際的公差回饋,進一步修正產品尺寸。」
  這有點像商管常使用的戴明循環(Plan-Do-Check-Act),我可以改寫成(Design-Print-Measure-Resize),透過這樣的循環驗證可以很快地找到最終的最佳組合公差。

  舉例像封面那張在MK3S印表機上所使用的x-end-motor零件,小小一個零件內會涉及到六角螺母埋入、螺桿螺母裝配、光軸裝配與線性軸承裝配的四大公差問題,我曾經花了5個小時印完之後,實際裝配發現光軸組合部分過於鬆動,整個零件就這樣沒辦法使用了。

  因此我們可以在PrusaSlicer的切片軟體內,使用Negative volume的功能去縮短列印時間,加速驗證流程,如封面的圖片我塞入兩個負模型進行差集(可以把它想像成刪除的意思),僅留下需要被公差驗證的最小部位。而切片後軟體會直接排除我們插入負模型的部位。當然如果你的模型不是這麼容易透過幾個方塊去刪除,你也可以在繪圖軟體內直接編輯,僅留下最小的組合部位進行列印測試。


  透過最小可行性驗證的概念,我可以縮短相當多的時間在裝配件的測試上,雖然多印一個零件看似浪費時間,但是實際上這樣卻能節省相當多的物料與時間,因為如同我上述所說的,一個光軸部分變成鬆配合就浪費了我五個小時的時間。

  在最後要記得的是,在進行驗證時你必須要用與最終列印相同的參數,不管是層高、繞圈圈數、列印溫度、列印速度、填充密度、填充形式、使用的線材等等,都盡可能確保與你到時候實際列印參數相同,透過固定參數才能有效地抓出最好的公差。

3D列印用於食品器具上安全嗎?

 


  3D列印因為它的彈性製造特性,一直以來使用在各式各樣的場合,如靜/動態模型、機構驗證、產品打樣等,而一直以來有一個問題是大家常常會問到的,那就是「3D列印的東西能用在食物容器/器具上嗎?

  在模型網站上我們常會看到印出來的馬克杯、盤子等容器,但是這樣子的東西真的適合實際使用嗎?關於這個問題我會從一些參考到的文獻著手,並帶入我自身的觀點一一講解。


使用3D列印用於食品器材,有甚麼樣的隱憂?

  1. 在我們購買的材料中,我想大部分的材料並沒有通過食物的驗證,而且在製造的過程中多半都有添加色母染色,或是加入一些添加劑有助於抽線。即使我們並非直接食入,但是我們不能確保在盛裝食物的過程中,會有細屑或粉末沾在食物上面的隱憂,進而食入人體。就算其抽線原料有通過驗證,但是接著又會有另外一個問題產生,那就是積層製造中無可避免的層紋問題。

  2. 積層製造,顧名思義就有個字,這個問題導致於當使用列印的物品當作食品器具後,食物的殘渣不免會卡在層紋的縫隙之間(想想你的牙縫就好),這種卡進去的殘渣你非常的難以清潔,就算要深層清潔可能也需要耗用大量的水以及清潔劑。而這些卡在層紋之間的食品殘渣,在後面就會成為細菌的溫床。



  3. 一般3D印表機最常使用銅噴頭為了方便加工,可能在銅原料中多少含有鉛的成分在(為了提升切削性),而你可能會認為說噴頭是金屬,但其實他也是一個消耗品,在HOW MUCH abrasive filaments damage your nozzle!這部影片中有提到,銅本身算是蠻軟的一種金屬,在長期的磨耗下其實頭端的孔徑也會變大,而那些不見的銅去哪了? 就是跟著您的材料一起被包進作品中。因此就算使用了食品級的線材,當你的食物沾染到含有銅/鉛材質的列印容器,進而間接食入該物質,我都不認為這是一件好事


  4. 我猜你是不是有想到,如果難以清洗,那我就用洗碗機高溫殺菌不就好了? 但問題在於你無論是PLA或PETG(這兩種"材質"比較適合用在食品容器,ABS或ASA都不是適合的),其軟化溫度都大概在60~80度之間而已,一般常見的洗碗機溫度大約55~70度,很有可能當你的容器烘完之後都完全變形了

那麼竟然有這麼多隱憂,那我還是真的很想用來做食品應用,我該注意甚麼?

  在About food safe 3D printing影片中,進行了大量嚴謹的實驗,利用PLA與PETG兩種材料,針對不同的層高,以及帶有食品等級環氧樹脂的塗層進行實驗,觀察盛裝牛奶並清洗後容器內取樣後生成的菌落形成單位(CFU,colony-forming unit)。在影片的結論中,無論是PLA或PETG都有相當多的殘留菌?(抱歉我非生物/化學專業不知道該怎麼使用這個措辭),而最理想的做法就是在容器上塗抹食品級的epoxy,因為這個塗層一來可以建立防水,避免食物、液體滲入內部填充,再者這個塗層可以抹平表面的層紋,進一步避免食物殘渣卡在層紋上,同時達到較好的清洗效果。
  但是epoxy塗層畢竟是樹脂,它本身的硬度並沒有相當的好,因此對於尖銳物跟刀具的使用場景,仍然會在表面上出現傷痕,而如果使用菜瓜布等較硬的清潔器具,可能也會對表面產生刮痕。

  除了塗抹
食品級的epoxy之外,在上述影片中的作者,後續還有對於所謂的抗菌線材進行實驗Testing antibacterial and antimicrobial filaments from food safety aspect,實驗結果的CUF雖然比起單純使用一般的PLA來的低很多,但是可是就算你使用百分百填充,一定還是會有孔隙,印出來的東西還是難以清洗,而且食品抗菌線材價格並不低,去外面商店買一個漏斗、馬克杯、柳丁榨汁器才多少錢


  所以根據上面的論點,如果今天使用塗抹食品級epoxy的器皿來裝一些乾的食物(如餅乾),可能還無傷大雅,但是若用在一些帶有蛋白質成分的食物上(牛奶、肉製品等),則會導致相當不好的結果。如果還是很想使用,我認為或許可以採用翻模的方式,印出該食品器具的造型後再進行翻模,選用可用於食品上的灌模材料,可能還是比較理想的做法。

  不過說真的,在這麼多綜合考慮/隱憂上,我認為還是不要冒這個風險比較好,如果真的要把3D列印的東西用在你的廚房,我覺得印一些如雞蛋放置架、鍋碗瓢盆的掛架等真的就差不多了,而且食品器具一般單價都不高,其實沒必要再花那個時間又帶有健康疑慮的去製作3D列印的食品器具。

  我想就是因為有這麼多隱憂,所以在Prusa的文章Food safe FDM printing才會在結尾處清楚地寫下,「We do not recommend using 3d-prints as food-containers etc!-Prusa research」。在我看了一些資料後,我個人也是有一樣的看法。


  然後我最近還看到有人問,竟然FDM印出來的有層紋,那我能不能使用光固化來印?因為光固化幾乎沒有層紋!!
  說真的光固化我認為更不用想了,姑且不論光固化材料的價格本身可能就比外面市售的塑膠製品來的貴,更不用說帶有生物相容性認證的樹脂,那價格絕對會讓你退避三舍。而且一般的光固化材質其實比PLA或PETG更容易磨損,而且磨完之後還會變成粉粉的(方便食用!?),再者我們並不能保證我們在清洗的過程中,有把未完全固化的樹脂給清洗乾淨,未固化的樹脂本身是有毒性的,更不用說食入人體了。所以,請不要這樣做

3D列印中如何隱藏表面產生的拉鍊(Seam)的問題?

 


  在使用3D印表機的過程中,接縫(Seam)這個東西是幾乎無法避免的事情。從Prusa官方文章中對於Seam position的解釋中有提到(Determines the start point of each perimeter loop, and thus the position of the potentially visible vertical seam on the side of the object.),這意味著除了花瓶模式之外,只要是一層一層疊上去的列印方式,勢必會有接縫的問題產生,這是由於在外圍繞圈(External perimeters)的過程中,一定要做一個收尾的動作,當移動到下一個位置時擠出機執行回抽,或多或少都還是會有一些殘存的壓力,導致噴頭的料或多或少的留在了該位置,從而形成了接縫。
  這意思有點像你拿一支鉛筆在紙上畫一個圈,在怎麼樣厲害你都很難避免會留下一個下筆/提筆的點,在擠出機上其實也是差不多的意思,而這個留下來的點,就會造成物件外觀有一連串的問題產生。


  從下圖我們可以看到,白色點點的部分就是所謂的接縫的位置,也就是在列印的過程中執行斷點的位置。以左邊的白色甜甜圈型的物件來說,內圈與外圈都有接縫的位置產生,那是因為他們是各自獨立的繞圈(Perimeters),而每一個獨立的繞圈,就勢必會有接縫的產生。

  但接縫就接縫,它會對我們的物件造成什麼樣的影響嗎?其實對於大多數的人來說,最在意的就是接縫位置對於工件的外觀會有很大的影響,有時候如果嚴重一點的接縫,會讓印出來的物件表面好像長了一點一點的青春痘一樣(接縫很明顯的話可能是料的溫度設定過高,或是擠出機回抽不足)。


  但其實接縫位置不只對於外觀有所影響,在公差設計上也會產生問題。為甚麼這麼說呢? 我舉在FDM印表機校準中常使用到的負公差測試為例,這是一個很經典的測試範例,利用圓柱與外圈之間的各種公差(大概都是0.1~0.5mm之間),去測試拔出圓柱的順暢度是過緊或過鬆,這有利於在後續繪圖時知道要塞入軸承、圓棒之類的配合件時,知道大概要預留多少的公差(因為3D印表機變因太多,機型也成千上萬種,所以每台機器可能都有自己的公差)。
  眼尖的您應該能發現,此時接縫的位置就會對於公差測試產生一個嚴重的影響,因為接縫是繞圈不可避免的問題,因此在每一個圓柱體上,分別在每一層都留下了接縫,這個接縫很有可能產生一連串的凸點,而這個凸點又對於公差測試產生了不良的影響


  那我們該怎麼辦? 難道我們就任由接縫這樣隨處生成嗎? 我由Prusa官方推出的Design Principles for 3D Printed Parts裡面教到的知識來跟大家分享。在講師在Printables有發布一個公差測試的模型Clearance Tolerance Test,這個模型可以讓我們進行公差測試,而透過一個簡單的設定我們可以迴避掉接縫對於公差測試造成的負面影響。(同理也可以用在您設計的配合件上)


  在PrusaSlicer中有一項很方便的功能叫Seam painting,這項功能能讓我們在切片軟體中,指定要生成接縫的位置,從下圖可以看到我把接縫的位置都盡可能地放在尖端外頭,也就是非公差測試的主要位置。透過這項設定我可以避免再內部的圓柱中有接縫的產生,而導致在公差測試上有所偏誤。


  而這項功能對於列印外觀件的人來說也相當好用,舉例上面的摩艾模型,我可以把接縫位置一律藏在它的背面,雖然印出來會在後面產生一條明顯的接縫,但是這種自定義的接縫在後處理時是相當的方便,雖然在切片軟體內本身就有Seam position的功能能設定接縫位置,但是透過筆刷自己設定接縫位置我覺得更加方便與靈活許多。


  接縫是在FDM這種積層製造方法中難以避免的一項問題,而透過切片軟體的巧妙設置,我們能把這項問題所造成的傷害盡可能的減小、隱藏,以達到隱惡揚善的效果。

新的沐浴乳瓶蓋老是轉不開? 從構造解析該怎麼做(How to open a lotion pump bottle?)

 


  沐浴乳/洗髮精/乳液瓶是生活中每個人每一天幾乎都會碰上的東西。它的結構及原理,可以在網路上搜尋lotion pump principle找到相當多的圖面與資料(於是我就懶得畫了XD)。

  但是我今天要說的不是原理,而是我們一定都有遇過,買了新的這種按壓罐後,上面的壓頭轉不開的窘境,壓頭(Pump head)就跟著下面那個鎖蓋(Locking cap)一直這樣轉阿轉的,就是無法旋開壓頭。今天我就要來拆解並了解該怎麼做比較好,同時解答第二個問題,為甚麼不斷抽送乳液的過程中,瓶身不會因為負壓而扁掉?



  首先我要反過來回答第二個問題,在我拆解了常見的按壓瓶頭之後,發現在泵體(影片多稱呼為Pump body或Chamber)的部分有一個孔洞(紅圈圈起來處),你可以從拆解的分解照片上看到,這個孔洞相對於活塞(Pump plug)來說是在外側的,也因此通過這個孔洞,當乳液向上抽時瓶身會產生負壓,而此時空氣會經由這兩個小孔洞補充進瓶身,如此一來達到壓力平衡的效果,而這個孔洞我發覺鮮少在原理圖中有繪製出來。
  同時這也解釋了為甚麼當內部的液體還很滿的時候,倒過來平放會使乳液或內容物從上泵柱稍微滲出,所以壓頭之所以在商品架上時要鎖起來,除了避免消費者誤按,另外一方面也避免了滲出的問題產生。


  而接者回答第一個問題,該怎麼解決壓頭跟鎖蓋老是一起轉動的問題?我們可以學這位生活智慧王的方法How to open a stuck lotion pump bottle / lifehack!,在鎖蓋(Locking cap)上面綁些橡皮筋增加阻力,不過我覺得我們遇到這個情況時,大多都是在浴室裡脫光光頭髮也淋濕了,要去哪裡找橡皮筋。

  因此我單獨觀察泵體鎖蓋,這兩個是單純透過兩個凸槽壓入固定的(同時也起到固定瓶蓋的用途),因此當我個人遇到轉不開的問題時,我會先把壓頭用力下壓+稍微左右旋轉,這麼做可以讓壓頭跟泵體之間更緊一些(也就是讓藍色箭頭與紅圈的那些塑膠片咬得更緊),然後在壓著的情況下逆時針旋轉壓頭,此時應該就能順利打開了,如果再打不開就丟了(誤)。


  當你看懂它的結構之後大概就能了解,想要拿美工刀割開PP材質的鎖蓋跟壓頭之間的連結是不可能的(你割開壓頭也廢了,不過在那之前你手指應該會先見血....)。透過下壓讓壓頭更加牢固在白色的泵體上,然後右手下壓+逆時針旋轉,左手有必要時可以在夾住鎖蓋(增加牢固性),這樣就會大大提升拆開的機會了。