Magic/Rubik's Cube - Khối Rubik tự lắp không cần keo hay phụ kiện

Trên mạng có rất nhiều mẫu Magic/Rubik's Cube. Mình đã thử thiết kế một phiên bản có thể in được trên máy in 1 màu/1 vật liệu, không cần dùng keo hay phụ kiện kim loại mà vẫn đảm bảo cơ chế hoạt động mượt mà.

Sau khi làm mẫu đầu tiên, mình rút ra được nhiều bài học. Cụ thể, mẫu đó có sai số 0.2mm giữa các miếng ghép vì mình nghĩ làm vậy sẽ giúp linh hoạt hơn, nhưng hóa ra các sai số cộng dồn khiến nó bị quá lỏng lẻo. Kết hợp với vài lỗi thiết kế khác, dù khối Rubik vẫn xoay được nhưng lại dễ bị bung ra khi chơi. Vì vậy, mình đã không công bố mẫu đó.

Mẫu mới này được thiết kế không có sai số dư thừa. Khi in bằng PETG, khối Rubik có độ chặt vừa khít, mang lại trải nghiệm rất tốt. Đây cũng là một bài kiểm tra độ chính xác cho máy in của bạn. Mình khuyên nên dùng PETG vì cơ chế ngàm khóa (snapping mechanism) của mẫu này khá cứng, dùng PLA có thể sẽ bị giòn và dễ gãy. Tuy nhiên, nếu bạn muốn thử nghiệm thì cứ thoải mái nhé.

Mình in với cài đặt mặc định của PrusaSlicer (độ cao lớp 0.2mm, chế độ QUALITY) trên máy MK3S+, với 2 perimeters và 15% infill. Với các máy in khác, bạn cũng nên có kết quả tốt. Lưu ý rằng cơ chế ngàm được thiết kế để slicer tự động tăng infill ở những phần quan trọng, không cần cài đặt đặc biệt.

Các chốt (pegs) để lắp ráp rất chặt, bạn cần kiên nhẫn khi lắp. Nếu thấy quá khó, bạn có thể thay bằng chốt nhỏ hơn và dùng keo để bù đắp. Dù làm vậy sẽ làm mất đi tiêu chí thiết kế ban đầu của mình, nhưng đó là quyền quyết định của bạn.

Để có một khối hoàn chỉnh, bạn chỉ cần in mẫu này 6 lần với 6 màu khác nhau.

Hướng dẫn lắp ráp:

1. Lấy tất cả các phần lõi hình cầu và lắp lại với nhau bằng chốt. Hãy chắc chắn sắp xếp đúng màu theo ý bạn muốn. Vì chốt rất chặt, mình thấy dùng kẹp chữ C để ép các mảnh lại sẽ rất tiện. Đừng lắp các mảnh ở giữa (middle pieces) vội vì sau khi lắp vào cơ chế ngàm sẽ rất mạnh, khó có thể tháo ra được.
2. Lắp 3 mảnh góc (corner pieces) lại với nhau bằng chốt. Đảm bảo kết hợp đúng màu. Bạn có thể dùng lõi hình cầu đã lắp ở bước 1 làm mốc. Làm tương tự cho các góc còn lại.
3. Lắp 2 mảnh cạnh (edge pieces) với nhau bằng chốt. Đảm bảo đúng màu. Làm tương tự cho tất cả các cạnh.
4. Bắt đầu ép 5 mảnh ở giữa (middle pieces) vào lõi hình cầu. Mỗi mảnh phải khớp vào lỗ cùng màu. Đừng lắp mảnh cuối cùng (mảnh thứ 6) nếu không bạn sẽ không thể lắp hoàn thiện khối Rubik. Dùng kẹp chữ C sẽ rất hữu ích ở bước này. Cẩn thận đừng ép quá sâu, bạn có thể dùng một mảnh cạnh chèn vào khoảng trống để làm cữ chặn.
5. Lắp lần lượt các mảnh cạnh và góc từ dưới lên trên. Xem hình minh họa của mình để dễ hình dung. Thứ tự gợi ý là:
   1. Mảnh cạnh tầng dưới.
   2. Mảnh góc tầng dưới.
   3. Mảnh cạnh tầng giữa (tầng giữa không có mảnh góc).
   4. Mảnh góc tầng trên.
   5. Mảnh cạnh tầng trên.
6. Kiểm tra cơ chế xoay trước khi chốt hạ.
7. Cuối cùng, nhấn mảnh giữa cuối cùng vào vị trí.

Mình dự định sẽ thêm mã nguồn OpenSCAD sau khi dọn dẹp lại code. Hiện tại bạn có thể dùng file STL. Lưu ý, đôi khi OpenSCAD tạo ra vài bề mặt non-manifold nhưng không ảnh hưởng gì đến các phần mềm slicer.