Khối Ghép Mô-đun Mê Cung Chuột (Rat Maze) & Connector

Một người thân nhỏ tuổi trong nhà đang nuôi thú cưng là chuột (rats) ngày càng nhiều. Làm quà sinh nhật, mình đang in 110 khối để ghép thành những mê cung phức tạp, đa dạng cho tụi chuột khám phá và học cách tìm đường; kết thúc ở một khối cho ăn làm phần thưởng! Mình tin là cả nhà sẽ mê việc cùng nhau dựng mê cung chuột từ các khối modular này.

MÊ CUNG
Các khối là hình vuông 100mm x 100mm x 100mm, có lỗ tròn đường kính 75mm để thú đi từ khoang này sang khoang khác. Mỗi khối có khoang vuông 80mm, đủ rộng để thú quay đầu hoặc rẽ góc 90 độ một cách dễ dàng. Có bốn loại khối riêng biệt dùng trong thiết kế mê cung:

Dead End (bao gồm một Feeding Station)
Turn (có thể xoay thành rẽ trái hoặc rẽ phải)
T Junction (có thể xoay; đi thẳng kèm rẽ phải hoặc đi thẳng kèm rẽ trái)
Straight (đường thẳng xuyên suốt)

Các khối có khe quan sát/chiếu sáng cắt trên mái, đi theo hướng di chuyển, trừ các khối DEAD END (xem phần sau).

Mình có tìm các bộ tạo mê cung ngẫu nhiên 10x10 online và một tổ hợp phù hợp với gần như mọi thiết kế là:

60 khối Turn
30 khối Straight Section
10 khối T Junction
10 khối Dead End (bao gồm 1 feeding station)

Tổng cộng cần 110 khối, cho ra cực kỳ nhiều biến thể mê cung 10 x 10 với footprint 1m x 1m, đặt vừa trên nhiều loại bàn hoặc chiếm ít diện tích sàn.

CONNECTORS
Mình thử nhiều lần để làm connector và cuối cùng chốt dùng loại V3 được upload ở đây. Tất cả connector đều lắp vừa khít vào ống và rãnh (pipe and channel) cắt ở mỗi góc của khối mê cung. Bạn có thể nhấc/di chuyển nhiều khối đã ghép cùng lúc chỉ bằng cách cầm một khối nhờ các connector thiết kế sẵn. Có 3 loại connector đi kèm:

2 Block Connector (dùng cho các khối ở viền hoặc ghép chạy song song)
3 Block Connector (để bắt đầu một nhánh rẽ phụ bên hông)
4 Block Connector (connector chính dùng cho mê cung dạng vuông hoặc chữ nhật)

Với mê cung hình chữ nhật hoặc hình vuông thì chỉ cần connector 2 khối và 4 khối. Loại 3 khối dùng để liên kết các đường nhánh phụ ghép thêm vào mê cung.

FEEDING STATION
Có kèm một feeding station riêng; mình đã in nó bằng PLA màu đỏ, còn tất cả các khối khác in bằng PLA màu đen. Trong feeding station mình có thiết kế một hộp thức ăn dạng bập bênh (rockers in ra rồi dán keo), kèm một cột (mast) và mascot sẽ chuyển động để báo hiệu khi con vật tới điểm ăn. Mascot bạn tự chọn hoặc tự thiết kế cần lỗ gắn 6.3mm đến 6.4mm để lắp khít với cột 6mm. Phần mast và mascot (không bao gồm) được in với solid fill.

DEAD END BLOCKS
Càng nhiều ngõ cụt thì mê cung càng thử thách để thú học. Mình có kèm 2 thiết kế cho khối kết thúc: một loại có lỗ tròn giống các khối khác và một loại có lỗ vuông. Khối lỗ vuông sẽ chứa được đèn PIR sạc lại loại vuông rộng <81mm hoặc loại tròn rộng <84mm; sẽ tạo hiệu ứng ánh sáng khi con vật tới gần mỗi ngõ cụt, giúp theo dõi tiến trình dễ và vui hơn. Khối gắn đèn cũng có một lỗ nhỏ phía sau để dễ đẩy đèn PIR ra khi cần tháo để sạc.

SCALABILITY
Các khối phù hợp cho loài gặm nhấm cỡ khá lớn vì có đủ chỗ để quay đầu. Bạn có thể scale down để phù hợp với mice hoặc rats nhỏ hơn. Tuy nhiên connectors sẽ không scale theo và vẫn dùng được. Chúng được thiết kế lắp khít; scale khối nhỏ lại sẽ càng chặt hơn, còn scale lớn lên sẽ lỏng hơn. Với mice, scale khối 50% là ổn và bạn sẽ cần làm connector mới. Lỗ gốc là 7.5mm và sâu 20mm. Thanh ngang (cross member) là 2.75mm x 15mm x 9mm, nằm trong một rãnh cắt 4mm chạy từ tâm trụ này sang tâm trụ kia. Chốt connector (connector pins) là 7.1mm và sâu 19mm. Dung sai 0.4mm cho độ khít vừa đẹp, nên nếu giảm khối 50% thì mình sẽ làm connector với chốt 3.4mm, sâu 9mm và cross member 1.25mm.

PRINTING
Mình in PLA tiêu chuẩn, layer 0.2mm cho tất cả phần, trừ connectors in layer 0.1mm. Nếu muốn tăng tốc in thì layer 0.3mm với nozzle 0.4mm vẫn ổn, nhưng phần bo tròn của các lỗ sẽ kém mịn hơn.

In khối thì cần supports. Mình giảm density xuống 15% để tiết kiệm filament và giúp tháo supports dễ hơn. Phần supports ở mái khá nhiều cần dọn.

Với connectors, mình dùng SOLID INFILL, thật sự nên làm vậy để giảm rủi ro bẻ gãy connector khi để trong hộp.

Ở kích thước full scale, infill mặc định 15%, mỗi khối cần 150g–225g filament; để in đủ bộ 110 khối sẽ cần khoảng 18kg filament. Nếu scale xuống 50% cho thú nhỏ hơn thì lượng filament khoảng 5kg, nhưng phải tạo connector mới. Với bàn in 220mm, bạn chỉ in được 2 khối mỗi lần để chừa chỗ cho supports. Bàn in lớn hơn một chút sẽ cho phép in 4 khối/lần.