更新-2017/2/10- 添加了适合打印或CNC的半船体模型文件

我在Thingiverse上闲逛时注意到了STEAM挑战，特别是#makeitfloat。只需阅读几分钟的比赛介绍，我就知道我要设计和打印什么，以及如何将STEAM要求融入其中！

我热爱木质帆船的浪漫。它们是艺术和科学的完美结合。每一艘由创客之手打造，其设计受到风、木和水的科学互动影响。数学和美学的美丽形状是同一件事，真是太酷了！

有一种小帆船我一直想为自己建造。Herreshoff 12 1/2英尺船，由"The Wizard of Bristol" N.G Herreshoff设计，并于1914年首次建造。随着时间的推移，这艘船在小型木质帆船设计领域具有了原型地位。它启发了现代海军设计师Joel White开发了一款带有可收回的中心板的版本，即Haven 12 1/2。White先生将历史和现代设计相结合的意愿，启发了新一代的12 1/2制造商使用现代技术和材料构建它们，同时保持了Herreshoff迷人的日间帆船线条。受到#makeitfloat挑战的启发，我决定使用现代桌面3D设计和打印方法，对历史进行创新。

只根据找到的图片，我开始在我的3d设计软件中重新构建Haven的Mini-me版本。毫无疑问，我必须修改部件和设计细节以适应我的设计的尺寸、可打印性和目的，即一种类似于比例模型，而不是适合4个成年人的帆船。虚拟模型完成后，我添加了Makerbot logo作为最后的装饰，将分数换成了小数，为了向它的传统致敬，将这艘船命名为Maker 12.5。旧的、新的和创客的结晶！

此外，这个模型还有一个使用硬币的海洋科学方面，可以通过12 1/2英尺装载水线长度（LWL）测量，这让这艘船得名的一半。我把这个模型在LWL线处分开，以使线条明显，便于打印。有了这个，准备好进行科学实验！

水线通常由船体宽侧的条纹或颜色变化表示。它是船在水中倾斜的视觉参照。海军建筑师计算船和其装备、乘客和货物的重量，并将这些信息整合到船体设计中，生成LWL线。虽然水线可以是船体与水交叉的任何线，但LWL是一个特殊的线，它指示船在开始使用其备用浮力之前的漂浮位置。它还可以显示船是否将其重量正确分布在前（向前）和后（向后）以及左（面向前）和右（面向前）。

随着船的下沉，船体根据水线以下的体积排除水。在这种情况下，位移这个词指的是船体挤出水的重量。通过改变船内的重量和分布，我们可以将海平面的水线与船体上的LWL线进行比较，以帮助我们决定如何装载船。

现在你已经了解了一些航海历史和科学知识，你的挑战就是打印这个小船美女，找出这个问题的答案：海军建筑师设计的LWL处的这个设计需要多少个季度来压载？

我理论上认为它不需要多少重量，但我担心它可能根本就不会漂浮！尽管如此，我开始填充水槽进行测试。我碰到了一些小问题，直到测试时才显现出来。主要问题是知道由于稀疏的填充，这个设计不是防水的，会逐渐充满水，影响测试。我通过在船体上涂一层薄薄的塑料膜来解决这个问题。第二个问题是模型由于帆架的角度偏向一侧，所以我必须通过偏移压舱物来进行补偿。解决了这些问题后，我开始装载季度货币，并安排它们，以找到我为#makeitfloat挑战提出的问题的答案。

那么，结果如何呢？查看上面的图片可以看到结果。我已经给船体上色了，所以我在船体上涂了一层薄薄的塑料膜，以防止颜色在水中渗出。第一张测试结果图片显示了装有季度货币的Maker 12.5，第二张显示了压载时的水线结果。

更多信息在说明页面上。我还为3dprint.com写了一篇关于这个过程的文章，给Thingiverse大喊加油。http://3dprint.com/81733/3d-printed-dailboat/

说明

那么，你准备好考虑打印和组装一个了吗？好极了！

首先，我想让你知道，这不是一种简单的打印，它不会像积木一样轻松组装。你需要有一些耐心，愿意关注装配和细节。这个模型也需要你的打印机处于非常好的调整状态。即使如此，你还需要做一些精细的锉刀和砂纸工作。别担心，如果你组装过模型或乐高，那就没那么糟糕。你只需要进行轻微的清理，不需要剧烈的移除。此外，准备查阅一些航海术语来帮助你识别零件。

我设计这个模型是为了一个可以打印在.15和.25mm厚层之间的250 x 200 mm床的丝材打印机。如果你仔细看帆架STL文件，你会看到微小的细节，这些细节可能对你的丝材打印机来说太小了，无法完全解析。我知道这些细节在这些切片厚度下不可能通过切片器，但我知道它们足够帮助组装。你会发现有便于对齐的倒角和便于粘贴的口袋。由于这个设计的性质，如果使用丝材打印机，它可能无法在更小的尺度上打印得很好，但你可以把它做得更大！

说到STL文件，文件很多，但它们是单个项目和组。例如，你可以一次打印所有的支架部件，或者只打印一个腿。你可以打印所有的"木质"帆架，或者只打印一个部件。有一个大型打印机的全主帆文件和大部分打印机的分割主帆文件。甚至还有一个完整的"组装"的STL模型，帮助你找出东西的位置和方式，但不要使用全模型尝试完成打印，部件没有正确地定位打印或连接在一起！除了完整的模型文件，其他STL文件应该预先定位到你的建筑板上进行丝材打印。

下面是我使用的部件和打印设置的列表（层高、填充、壳）：

•船体顶部：.25mm，30%填充，2个壳，启用支撑。- 这个打印会有些抬起，所以确保它和打印床紧密相连。应根据需要修整吊杆的安装孔。如果需要，应修整桅杆孔以适应桅杆。

•船体底部：.25mm，30%，3个壳 - 这肯定会试图在边缘抬起，甚至拉起胶带，所以要注意。

•中心板：.15mm，30%，2个壳 -可能需要轻微锉刀以适应船体底部的口袋

•横梁，舵柄，桅杆，桁杆，吊杆：.15mm，50%，2个壳 -注意第一层的打印法兰。这些部件有倾斜的口袋来容纳帆。吊杆的安装需要用锉刀修整一下才能适应其孔。

•支架(全部)：.25mm，30%，2个壳 -可能需要轻微锉刀以适应部件。

•帆(全部)：.15mm，100%，3个壳，带有单层筏和启用的支撑 - 大部分的打印涉及的是支撑而不是帆，所以我使用了筏来保证支撑能粘附。帆的边缘都应该在边缘有一点倒角以帮助它们适应，但你可能需要再锉刀一下。确保你的支撑设置为易于移除，但即使你这么做，你可能还需要在平面角附近努力移除它们。把帆的一侧放在你的工作台上，用刮刀撬开支撑会有所帮助。帆的支撑侧可能需要轻微的砂纸处理以移除疙瘩。这是一项工作，但值得！（注：希望我有一个双挤出头来打印可溶解的支撑！）

选项（如照片）：

•所有部件都用自然色（暖色调）的透明PLA打印。我利用船的线条、透明的丝材、切片和打印纹理如何相互作用和增强形式的优点，特别是背光时。

•使用红色Sharpie宽斜头记号笔为M logo和下船体涂色。我用红色实心丝材做了一个下船体的迭代，看起来不错，但红色覆盖在透明的上面更漂亮。

•用BR103土豆棕色Shinhanart Touch斜头记号笔涂"木质"部件。同样，部件的布局利用了打印过程，给予了木纹的感觉。

用品：工艺刀，超级胶和加速器，220左右的砂纸，6"精细牙齿平锉，蓝色画家胶带

根据你的硬件、软件、现有的供应品和个人3D打印经验，所有这些可能会有所不同。

打印和组装：

1. 从最小的部件开始，然后再处理大的部件。根据你的设置，这些部件可能需要一段时间才能打印，大的部件可能需要几个小时。这些互锁部件设计有.20mm的间隙，以帮助装配，所以在锉刀太多之前先试装。

修整、试装和上色所有部件，然后再进行最后的装配。使用多次、轻微的记号笔应用以防止颜色渗出。2.从吊索开始装配。将吊杆插入船体的鼻子，使其成为摩擦配合，并按照模型定位。将吊帆滑入吊杆的凹槽。使用胶带将帆固定到吊杆上，并使用一片胶带帮助将其定向到桅杆。然后滴几滴超级胶以固定它。移除胶带并涂更多的胶。理想情况下，吊帆组件应该能自我支撑并可移动。3.现在你已经完成了吊帆，你将使用类似的技术在主帆上。这将是一个九手的工作，但你应该能够使用帮助槽把它胶带起来，开始把它固定在一起。慢慢来，耐心点，可以做到的！完成主帆组件后，剩下的就简单多了。你不应该需要把主帆组件粘到船体上，允许它在需要的时候被移除。4.将船体的上下两部分连接在一起，确保你的边缘对齐。确保你的配对边缘没有法兰。一旦合并，应该产生一个光滑的船体表面。5.粘上舵柄和中心板，确保它们的方向正确。6.不用胶，用胶带按需要组装支架。然后，暂时将完成的船放在支架上，以确保所有部件都对齐，并使用点胶来固定支架。移除船并完成粘合支架。你就完成了！7.如果你愿意，可以尝试#makeitfloat挑战。通过移除或改变帆组件的角度，你可以影响压舱物的数量和位置。

PS-当你把这个模型放在一个平面上，没有船体的底部和支架，它看起来就像在水里漂浮。它看起来很酷，我打算制作更多这样的迭代作为礼物送出！