一、 设计阶段：关键考虑因素

电池规格与型号：

精确尺寸：准确测量电池的直径、高度（包括平头、尖头）。常用型号如AA（14500）、AAA（10440）、18650等都有标准尺寸，但不同品牌间仍有微小差异。

电极接触：

正极：尖头电池需要设计弹簧或弹片槽；平头电池可能需要一个凸起的触点。

负极：通常设计为弹簧（最常用） 或带有弧度的弹片，以确保接触良好并适应不同长度的电池（如带保护板的18650会稍长）。

电池方向：是串联还是并联？这决定了电池仓之间的电气连接设计。手板模型可以暂时忽略电气连接，仅做结构验证。

结构设计要点：

壁厚：建议至少 2-2.5mm，以保证强度。

拔模斜度：如果电池是从侧面推入/滑入的，内壁需要约1-2度的斜度，方便打印和电池拆卸。

防反接设计：一个非常重要的安全设计。可以在物理结构上防止电池放反，例如不对称的卡槽或明显的正负极标识。

通气孔：如果电池架是封闭或半封闭的，建议在底部或侧面设计小孔，用于散热和防止气体积聚（安全性考虑）。

安装方式：预留螺丝孔、卡扣或导轨，以便将电池架固定到设备中。

常用设计软件：

入门/免费：Tinkercad（在线）、Fusion 360（对个人免费）、FreeCAD。

专业：SolidWorks、Creo、Inventor、Rhino（带Grasshopper参数化设计更高效）。

二、 3D打印阶段：材料与工艺选择

推荐材料：

PLA（首选手板材料）：

优点：打印容易，细节好，成本低，无异味。非常适合验证形状、尺寸和装配关系的结构手板。

缺点：不耐高温（电池工作可能发热）、略脆、长期可能蠕变。

PETG / ABS：

优点：韧性更好，耐温性高于PLA，有一定抗冲击能力。如果需要测试耐用性或环境适应性，可以考虑。

缺点：打印需要加热床，ABS有气味且可能翘边。

尼龙（PA）：

优点：强度、韧性极高，非常耐用。适合制作功能测试甚至最终使用的产品。

缺点：打印难度高（易吸潮、需要高温），成本高，表面粗糙。

打印设置关键参数：

层高：0.15-0.2mm（平衡精度和速度）。

填充密度：20%-30% 对于手板足够。如果需要测试强度，可以增加到40%以上或使用网格、蜂窝等强化填充模式。

壁厚/外壳层数：至少3-4层，确保结构牢固。

支撑：

对于弹簧部分，几乎肯定需要支撑。建议使用树状支撑，更容易拆除且节省材料。

设计时尽量让弹簧开口朝上，避免悬空。

公差补偿：3D打印存在收缩和误差。对于电池卡槽的内径，通常需要在设计尺寸上增加0.2-0.5mm的补偿量，具体值需通过测试确定。这是一个迭代过程。

三、 后处理与组装测试

清洁：仔细去除所有支撑材料，用锉刀或砂纸打磨毛刺。

测试装配：

放入电池，检查是否顺畅，松紧度是否合适。

测试弹簧/弹片的压缩行程和回弹力。

检查防反接功能是否有效。

电气测试（如需要）：如果手板集成了导电部件（如金属弹片），需测试导通性和电阻。

迭代优化：根据测试结果，返回修改模型，调整公差、尺寸或结构，然后再次打印测试。这是手板制作的核心价值所在。

四、 进阶提示

模块化设计：将电池架设计成可堆叠、可拼接的模块，方便扩展电池数量。

开源社区：在 Thingiverse、Printables 等网站上搜索 “battery holder” 或 “18650 holder”，有大量现成设计可以参考、修改或直接打印。

模拟与验证：在Fusion 360等软件中，可以对弹簧片进行简单的受力仿真，预估其使用寿命。

总结流程：

明确需求：电池型号、数量、排列、安装方式。

3D建模：注意公差、拔模、触点结构。

切片设置：选择合适的材料，设置合理的层高、填充和支撑。

打印测试：打印第一个原型。

后处理与装配测试：验证尺寸、功能和强度。

分析反馈并迭代：修改模型，再次打印，直到满意为止。