Cơ cấu chốt tự động mở nắp (heavy duty) - in 3D

CẬP NHẬT 16/8/2024 Không hiểu sao mình đã upload nhầm bản thiết kế lò xo bị lỗi, nhưng giờ thì ổn rồi. Nếu vẫn không chạy, thử kéo lò xo ra thêm chút hoặc cắt ngắn lại một xíu. Nếu có vấn đề gì cứ thoải mái để lại bình luận, mình sẽ hỗ trợ.

(Mình có hơi lo vụ “creep” của lò xo PLA vì nó vẫn bị căng nhẹ, nhưng sau 1 tháng sử dụng thì vẫn làm việc ngon lành. Để xem về lâu dài có cần redesign không.)

Mình mua một cái tủ vốn thiết kế để dựng đứng. Nhưng mình lại để nó nằm ngang trên nóc tủ lạnh. Thành ra cái nắp khi mở lên không tự đứng yên. Vậy nên mình làm một cơ cấu latching để đảm bảo nắp luôn giữ ở trạng thái mở, và có thể thao tác chỉ bằng một tay. Dĩ nhiên đồ này mua đâu cũng có, nhưng tự làm mới vui.

Mình có xem mấy video trên YouTube (https://www.youtube.com/@MrTech93) giới thiệu nhiều cơ cấu khác nhau, và có một cái làm mình chú ý. Thế là mình quyết định dựng model rồi test. Giờ mọi thứ hoạt động ổn nên coi như thành công. Tất cả đều 3D printed, kể cả cái lò xo.

Mình in đúng kích thước cần dùng rồi chỉnh sửa bằng đồ nghề cầm tay đến khi chạy được. Sau đó mình in thêm một bản nhỏ hơn để xem các thay đổi còn đúng khi đã chỉnh lại model không. Bản nhỏ là phiên bản tỉ lệ ⅓, chủ yếu để nghịch và hiểu cơ chế hoạt động.

Functionality:

Khi bạn kéo OM-02 thì lò xo đẩy lên OM-03 và ép nó trượt về một phía của rãnh. Sau đó OM-03 bị đẩy vào một khe, khiến cơ cấu bị khóa không thể đóng lại. Khi bạn mở thêm một chút nữa, lò xo sẽ gài vào phần cut-out của OM-03 và giữ ở vị trí mở cho tới khi toàn bộ cơ cấu được đóng hoàn toàn. Lúc đó lò xo bật ra khỏi cut-out và lại đẩy lên OM-03.

Assembly: 

Chi tiết OM-03 trượt vào chi tiết OM-01 qua lỗ ở phía bên phải. Lò xo được đặt vào chi tiết OM-02 và dán cố định bằng keo super glue. Sau đó xoay chi tiết OM-02 90° và luồn pin xuyên qua OM-03 trong lúc mở lò xo. Giờ chỉ cần xoay OM-02 về lại 0° và trượt nó vào. Xem hình đính kèm. Tháo ra thì làm y như vậy nhưng theo chiều ngược lại.

Tiếp theo, gắn các bản lề tương ứng ở hai đầu và cố định bằng snap-in pins. Gắn bản lề OM-05 bằng vít vào tủ, còn phần slider OM-09 bạn có thể dùng băng keo hai mặt. Xem ảnh có kích thước lắp đặt. Mình khuyên dùng loại băng keo hai mặt có thể tháo ra dán lại để canh đúng vị trí cho chạy chuẩn. Trong hình cũng có kích thước tủ của mình. Với các loại tủ khác, có thể bạn cần dời slider OM-09 khác đi. OM-10 là một cái chặn để tránh cơ cấu trượt ra ngoài, nhưng mình thấy không thật sự cần thiết. 

Printing: 

Mình in tất cả bằng PLA. Bạn có thể dùng vật liệu khác, nhưng lò xo nên in bằng PLA vì độ cứng. Tất cả chi tiết đã được đặt orientation đúng, sẵn sàng để in. Mình khuyến nghị bật supports cho các chi tiết OM-6 và OM-8 ở các clearance slots của snap pins. Riêng chi tiết OM-01 và OM-09 thì bắt buộc phải có supports, nhưng chỉ trong phần rãnh (groove). Phần bên trong ngắn đủ để in bridge, và gỡ supports ở trong đó sẽ rất khó.

Bạn có thể in bản tỉ lệ ⅓ (đã chỉnh tolerances). Nếu bạn scale model theo tỉ lệ khác, có thể sẽ không hoạt động vì bạn đang scale luôn cả độ hở (clearance fit). Nhưng bản gốc chạy tốt hơn nhiều do lò xo mạnh hơn.

Layer height 0,3 mm, 3 perimeters và 20% infill cho tất cả các chi tiết.

Final words: 

Cơ cấu này vẫn còn chỗ để cải thiện. Chi tiết OM-02 nên dài hơn để không bị kẹt khi mở hết cỡ. Nhưng nếu làm vậy thì sẽ không thể lắp (assembly) được, và hiện tại nó đang chạy ổn nên thôi không đổi nữa.