针对实验室和日常使用，设计和3D打印一个试管支架手板模型，需要重点兼顾功能性、稳定性和可扩展性。

一、核心设计考虑因素

一个优秀的试管支架设计，需要在创意前先解决以下几个实际问题：

核心需求定义：

试管规格：您需要支撑的试管直径范围是多少？常见试管直径在10mm至25mm之间。是统一孔径，还是设计成可适配不同规格？

容量与布局：需要同时放置多少支试管？是简单的单排，还是紧凑的矩阵排列？

使用场景：是用于实验台静置，还是需要便携？是否需要考虑在摇晃或移动中防止试管滑落？

关键结构设计：

孔洞设计：这是核心。孔径应比试管直径大1-2mm，便于取放。孔深建议为试管长度的1/4至1/3，以确保稳定。

防倾倒与防滚落：

底座：必须足够宽大、沉重，保证重心稳定。可以采用大面积镂空网格底座以节省材料，或在底座内部设计填充配重物（如小钢珠）的腔室。

防滚设计：如果试管孔是单排的，需在支架侧面设计围栏或挡板，防止试管横向滚落。

模块化与扩展性（强烈推荐）：

将支架设计成可拼接的单元模块。例如，一个模块有3个孔，通过侧面的卡扣或榫卯结构，可以像拼积木一样横向或纵向扩展。这极大提升了设计的灵活性和打印成功率（避免打印大尺寸模型失败的风险）。

二、材料与打印策略

材料选择：

通用首选：PETG。它具有比PLA更好的耐化学性（能抵抗实验室常见的少量酒精、丙酮溅洒）、更高的韧性和耐热性（可承受更高温度的试管），且打印成功率高。

光敏树脂：如果追求极高的表面光滑度和精细的标签刻度，可选择高韧性树脂。但务必注意，普通树脂不耐有机溶剂，且可能更脆。

避免使用ABS：除非有良好的通风设备，否则其打印过程中的气味和潜在毒性不适合在办公或家庭环境操作。

打印设置优化：

打印方向：这是强度关键。务必让试管孔洞的轴向与打印平台垂直。这意味着孔是“竖着”打印出来的，而不是“躺着”被层层堆积出来的，这样可以保证孔壁的环形强度最高，不易开裂。

支撑：如果设计有倾斜挡板或装饰性悬空结构才需要支撑。优秀的模块化底座和垂直孔洞设计可以做到完全无需支撑。

层高与填充：层高0.2mm即可平衡效率与质量。填充率建议25%-40%，以保证足够的整体刚性和底座重量。

三、后处理与功能增强

基础处理：去除毛刺，特别是孔洞内部的拉丝，确保试管能顺畅插入。

安全与耐用处理（重要）：

打磨：对接触试管的部位进行精细打磨，减少划伤试管的风险。

涂层：如果预期会接触腐蚀性化学试剂，可以在打印件上涂覆食品级或化学耐受的环氧树脂涂层进行密封。

标识与美化：

可以在孔洞旁设计凹槽，用于插入手写或打印的样品标签。

用不同颜色的胶带或颜料在支架上划分区域，便于样品分类管理。

四、创意扩展方向

集成化设计：

将试管支架与移液器枪头盒、微量离心管架等功能集成在一个底座上。

设计可插入冰袋的冷却槽，变成一个简易的低温样品架。

便携式设计：

设计一个带可折叠把手或铰链的支架，方便搬运。

制作一个“书包式”支架，上层放试管，下层封闭式空间可存放手套、记号笔等小工具。

智能化雏形：

在特定孔位下方设计LED灯槽，插入LED后可实现底部补光或样品状态指示（如用不同颜色区分）。

总结与建议：
对于初次尝试，建议从设计一个稳定、多孔径兼容的底座单元开始。例如，一个模块包含3种不同直径（如12mm、15mm、18mm）的孔各2个，先打印一个单元测试稳定性。使用PETG材料，并确保孔洞垂直打印。这种模块化方式能让你快速迭代，并组合出最适合自己需求的配置。