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CASE
行業/分類：其他手板模型加工
加工方式: 3D打印 使用材料: 樹脂
最小精度: 0.1mm 生產周期: 2~7天
產品尺寸: 3cm*3cm*6cm
后處理: 噴油
案例介紹
國際象棋手板模型需兼顧棋子辨識度、棋盤功能性與藝術表現力，3D 打印技術可實現傳統造型復刻、抽象藝術創新及個性化定制，以下是從設計到成品的完整技術路徑：
一、棋子與棋盤結構解構
棋子規格與功能設計
標準尺寸參數：
國王高度：70~80mm（棋子中最高），底座直徑 30~35mm；
其他棋子比例：皇后≈國王的 90%，車≈75%，象≈70%，馬≈65%，兵≈50%；
底座統一厚度：5mm（確保平穩放置），邊緣倒圓角（R=1mm）。
標志性特征還原：
國王：頂部十字架（高度 10mm），衣袍褶皺深度 1.5mm；
皇后：冠冕層級（3 層，每層高度 5mm），披肩曲線弧度 20°；
馬：頭部前傾角度 30°，鬃毛紋理間距 2mm，馬蹄細節（直徑 5mm）。
棋盤設計要點
格數與尺寸：
8×8 方格，每格邊長 35~40mm，棋盤總尺寸約 300×300mm；
邊框寬度 20mm，厚度 10mm，底部加裝防滑墊（硅膠材質，厚度 1mm）。
結構優化：
棋盤分體：方格與邊框可拆卸（通過榫卯結構連接），便于收納；
輕量化：棋盤內部蜂窩狀填充（密度 15%），重量控制在 500g 以內。
二、打印工藝與材料選型
| 工藝類型 | 材料 | 適合部件 | 精度 | 藝術表現力 |
|---|---|---|---|---|
| SLA（光固化） | 彩色光敏樹脂 | 棋子細節（冠冕、鬃毛） | ±0.05mm | 表面光滑，可直接拋光至鏡面 |
| FDM（熔融沉積） | PLA/ABS | 棋盤、棋子主體（低成本） | ±0.1mm | 層紋可作為裝飾紋理保留 |
| SLS（激光燒結） | 尼龍 12 | 耐磨損棋子（長期使用） | ±0.1mm | 自潤滑性好，移動噪音低 |
| 金屬 3D 打?。⊿LM） | 不銹鋼 / 黃銅 | 高端收藏級棋子 | ±0.05mm | 金屬質感，可電鍍或做舊 |
| 多材料打印 | 剛性 + 柔性材料 | 棋盤（黑白格分色） | ±0.1mm | 一次成型雙色棋盤 |
材料組合案例：
棋子：SLA 彩色樹脂（黑 / 白兩色），表面噴涂啞光清漆（防刮擦）；
棋盤：FDM 打印 PLA（黑白格分體），拼接后整體噴耐磨涂層（硬度 3H）；
高端版本：SLM 不銹鋼棋子（表面拉絲處理）+ 胡桃木棋盤（3D 打印框架 + 實木嵌板）。
三、建模與切片優化
棋子建模技術
軟件組合：
基礎造型：Maya（人體比例校準，衣袍曲線精度 ±0.5mm）；
細節雕刻：ZBrush（刻畫國王衣袍褶皺、馬的肌肉線條，深度 0.8mm）；
棋盤設計：AutoCAD（方格尺寸公差≤0.1mm，確保拼接緊密）。
結構強化：
棋子空心化：內部預留 5mm 直徑空腔（高度占棋子的 60%），壁厚 2mm；
連接加固：棋盤方格與邊框添加定位銷（直徑 5mm，深度 10mm），配合 0.1mm 過盈量。
切片參數設置（以 SLA 打印國王為例）
擺放角度：
國王垂直站立，底座朝下，減少支撐對衣袍細節的遮擋；
十字架頂部添加點狀支撐（直徑 0.8mm），支撐與模型接觸面積≤1mm2。
分層與填充：
層厚 0.1mm（冠冕等細節部位），0.2mm（底座等大面）；
填充模式：棋盤采用網格填充（邊長 5mm），棋子采用同心圓填充（密度 50%）。
四、后處理與藝術化加工
棋子表面質感提升
細節強化：
手工拋光：SLA 打印件用 1000 目→2000 目砂紙打磨，配合拋光膏（氧化鋁顆粒）實現鏡面效果（Ra≤0.8μm）；
做舊工藝：金屬棋子表面涂抹仿古銅漆，用棉布擦拭露出金屬底色，模擬歲月痕跡。
色彩工藝：
經典配色：
黑方：啞光黑（RAL 9005）+ 燙金線條（0.5mm 寬，勾勒冠冕、十字架）；
白方：象牙白（RAL 1014）+ 銀色描邊，底座激光雕刻棋子名稱（如 “King”）；
個性化定制：兵的底座刻字（姓名縮寫、日期），深度 0.5mm。
棋盤拼接與功能優化
拼接精度控制：
方格與邊框榫卯間隙≤0.2mm，拼接后整體平面度誤差≤0.5mm；
噴涂耐磨漆（PU 材質，厚度 0.3mm），提升抗刮性（鉛筆硬度≥3H）。
互動功能集成：
智能棋盤：底座內置壓力傳感器，棋子移動觸發 LED 指示燈（提示走棋位置）；
磁性吸附：棋子底部嵌入釹鐵硼磁鐵（直徑 8mm），棋盤對應位置埋鐵片，防止碰倒。
五、設計避坑與量產方案
結構禁忌
棋子細長部位（如國王十字架、馬的脖頸）直徑≥3mm，避免打印或使用時斷裂；
棋盤方格拼接處避免銳角，防止組裝時割傷（倒圓角 R=0.5mm）。
成本控制策略
分階段制作：
概念驗證：FDM 打印 PLA 棋子（成本≤50 元 / 套），快速驗證比例；
展示原型：SLA 打印樹脂棋子 + 手工涂裝（成本≈300 元 / 套）；
量產方案：硅膠復模制作 PU 樹脂棋子（50 套以上，單件成本≤10 元）。
模塊化設計：
棋子底座通用化：所有棋子底座直徑統一，僅頂部造型不同（降低模具成本）；
棋盤可替換面板：方格圖案可定制（如木紋、大理石紋），通過魔術貼固定。
六、應用場景與創新案例
復古收藏級：
不銹鋼 SLM 打印棋子，表面電鍍青銅并做舊，棋盤采用黑胡桃木 3D 雕刻（激光深度 1mm），搭配皮質收納盒，限量發行 50 套；
特點：棋子重量≥100g / 個（國王），手感厚重，適合高端禮品。
兒童益智款：
FDM 打印 PLA 棋子（彩色，紅 / 藍替代黑 / 白），表面噴涂防滑涂層，棋盤邊角圓角 R=5mm；
附加功能：兵的頂部嵌入字母（A-H），幫助兒童學習字母與坐標。
藝術裝置款：
參數化設計棋子（用 Grasshopper 生成分形結構），SLA 透明樹脂打印，內置 LED 燈珠；
棋盤為半透明亞克力，棋子移動時燈光隨位置變色，適合展覽展示。
七、質量檢測標準
尺寸精度：所有棋子底座直徑誤差≤0.2mm，確保在棋盤方格內平穩放置；
強度測試：國王頂部施加 5N 壓力（模擬碰撞），無斷裂或變形；
耐磨測試：棋子在棋盤上滑動 1000 次，表面無明顯劃痕（涂層附著力≥4N/cm2）。
通過3D打印技術，國際象棋手板模型可突破傳統工藝對復雜結構的限制，既能精準還原古典造型，又能實現個性化藝術創新，尤其適合文創衍生品、高端禮品及教育教具領域，相比傳統手工雕刻效率提升 80%。
