制作3D打印可动雪人

逛 printables 的时候看到了一个可动的雪人，作者用一根长皮筋约束雪人的头和脚，三部分之间保持紧凑，雪人可以做一些简单的动作而不会穿帮。然后我就想，如果把一个球形关节安置在雪球的中心位置，那么不管雪球如何转动，两个雪球之间的距离总是不变的，那也可以让雪人可动而不穿帮，然后就有了之后的一系列试验。

最开始的设计，考虑到方便打印球形关节的球头支柱，脑袋是削去顶部，倒置打印。而脚的部分是正常打印。中间身体的部分只有一个空的圆环，被头和脚的两个零件约束住。设计中帽子和围巾的装饰物是可以更换的，围巾的部分很容易解决，两个雪球外有充足的空间安置一个倒置打印的围巾零件。同样的设计思路，如果去掉脚部的一层，还可以得到两层的雪人。为了防止长长的球爪折断导致第二层废掉，两层雪人的这个零件是插进底部孔洞里，可以更换的。

但是帽子的安装就特别麻烦，因为打印件的孔洞会收缩，但是立柱会有一定程度的膨胀，这个量很难精确控制。最初帽子和脑袋是用一根单独的 3mm 直径的圆柱连接在一起，也许把孔的直径增大 0.2mm 能够保证组合度，但是要实现反复拆装更换不同配件就很困难了。期间尝试了各种不同的结构比如 Bambu Studio 切割模型用到的的按扣设计，但是对于反复拆装的场景下面，如果按扣的突起太薄很快就会疲劳，如果太厚就会很难组装。

测试下来最理想的连接方式是螺纹和螺栓，它可以提供一定程度的容错能力。安装简单，在不用太大的力气的情况下连接的两个零件相对稳定不会发生晃动。

不过现在还有一个问题是，如果雪人脑袋倒置打印而螺栓是一个单独的零件，那其实没有多少空间容纳带螺纹的孔。但是如果把雪人的脑袋正过来打印就可以直接和螺栓连接在一起，实现起来容易很多。球柱的支撑，比起让机器生成，还不如我自己在模型里做一个容易去除的。另外为了确保打印可靠性，在支撑和底部的环之间增加了几道筋。

雪人脑袋的活动角度稍微少了一点，但是打印简单了很多。成品只要剪断辅助打印的十字筋，横向一推就可以很容易的掰断和取下支撑结构。

使用同样的螺纹结构，还改了一版不可动的雪人，不同雪人的零件尺寸是相同的，所以帽子和围巾都是可以更换的。