用3D打印造一台自己的科塔Curta机械计算器

BlueGhost

最近刷到科塔Curta计算器的视频，作为20世纪50年代发明的纯机械式便携计算器，精巧的设计让人眼前一亮。

科塔计算器不仅可以进行加减乘除基础四则运算，还支持小数、乘方、开方等。

科塔计算器有I型、II型，区别是位数不同：
I型：8位输入 + 11位结果输出 + 6位计数寄存器；
II型：11位输入 + 15位结果输出 + 8位计数寄存器

MakerWorld上居然有大佬把Curta I型原始模型优化后用3D打印做出来了3倍放大比例的模型。
于是闲着的打印机又开动了

经过80+小时的打印，接近400个零件的数量，铺上满满一桌的零件。


模型主体材料采用PETG材料打印，轴、阶梯鼓等关键部位的零件用了掺碳纤维的PETG-CF材料。


主体采用黑白红配色。数字、标记和字母均采用多色打印，效果是好，但时间真是长，废料比模型本体还多


装了满满4袋


正式开始组装科塔计算器
进位轮作为核心部件之一，负责实现计算过程中的自动进位功能。
当某一位的数字从 9 变为 0 时，进位轮会触发高位齿轮的转动，使高一位的数字加1。


进位轮上设计了凸起的复位结构，在完成一次进位后顶起进位拨杆，达到自动复位目的，等待下一次进位。

与阶梯鼓连接弹片螺丝连接固定。


阶梯鼓是科塔计算器的关键机械组件，负责数字输入、进位控制、补码转换和乘法移位。
侧面设计有不同高度的阶梯，每个阶梯对应一个数字（0-9）。
通过滑动输入滑钮选择数字时，滑钮会推动阶梯鼓旋转，使对应的齿轮啮合，从而将数字传递到计算机构。

3D打印的阶梯鼓一体成型，节省了不少零件装配，原版的科塔计算器手掌大小塞进了600+个零件


阶梯鼓的底部有用于切换计算加法和减法齿条的限位机构，限位片确保步进鼓严格停留在对应位置。
在初始位置提起步进鼓便进入了减法模式，限位片使得步进鼓在减法运算中准确的啮合补码齿条。

将主框架、进位轮与步进鼓合体


寄存器输出轴、顶齿轮、进位轮、步进轮分类备件。
3D打印的层高使用了0.15mm~0.2mm，为了方便齿轮在轴上移动灵活，每根轴表面都需要打磨光滑。


齿轮长得差不多，仅输入轴实则就有6种不同齿轮，要仔细区分。



为了输入轴运转顺滑，要将每个孔都打磨光滑，接触面涂上润滑脂。


齿轮可以轻松移动，立起来就直接落到底。


组装步进推杆的进位杆和滑槽。


当某一位数字从 9 变为 0 时（例如个位从 9→0），该数位的进位杆会被齿轮运动推动下移，触发相邻高位（十位）的进位轮。
巧妙地将齿轮的物理运动转化为数学逻辑，完成进位功能。
进位杆上的弹簧安装上，按起来咔哒咔哒，像机械键盘


结果推杆的进位机构与步进推杆错开布置，推杆的形状不同，原理是相同的。



科塔I型有8个数字输入轴。


推柄沿直线滑动，通过推动推柄至不同位置（0-9）来输入数字，数字输入轴上有轨道和凹槽。
通过螺丝和钢珠限位，使得每个数字对应一个固定卡位，与步进鼓的齿轮精确啮合。


将输入轴安装到本体框架上。


反向推杆在除法计算中会用到，通过一套巧妙的机构将步进计数反向累计，达到求商和余数的目的。



防倒转棘轮的设计使手柄只能单向旋转，确保了计算过程的单向性和数据完整性。


准备安装寄存器数字轮，每个轴和孔需都要打磨光滑


数字轮上有用于进位的拨杆，以及配合清零装置的齿数不同，要注意区分。


数字轮通过蜘蛛状弹簧和钢珠限位，一次转动一个齿，保证了计算准确性。


安装数字轮清零机构。
清零机构通过拉环带动清零上盖的齿条，使数字轮转动至零位准确停下。




安装摇柄和复位弹簧。
红色圆环用来指示步进鼓的加、减法状态，减法时向上提起步进鼓可见。


安装外壳及底座。


安装完成


试试乘法计算12345*12345，首先将顶部计数器清零。


设置好输入轴推杆。


摇动手柄，将结果输入至结果寄存器。


抬起寄存器外壳移位，依次旋转把手，设置步进计数器计数为12345。


从结果寄存器查看结果


一台自己的科塔计算器打造成功！
感谢phaeozem分享模型。

BlueGhost

找到一个Curta的网站，里面有详细的介绍，还有模拟器可以试玩，有兴趣的可以看看。
https://www.curta.de/kr34/index.htm

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yzdz 发表于 2025-6-16 09:01
好的的问问，这是啥打印机？

竹子家的

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VVanX1ao 发表于 2025-6-16 09:57
请问字标是怎么印上去的

用AMS自动换料，每打一层切换对应颜色的耗材。

BlueGhost

Isee 发表于 2025-6-16 10:20
这么精密的装置，打印件的打磨是个大工程啊

是的，每个接触面都要光滑，不然计算时有可能卡住或者不准。

BlueGhost

Kevin_Aidaren 发表于 2025-6-16 13:50
LZ如何打磨的？想试试，但这工作量，怕半途而废了

我只打磨滑动和转动接触的部分，还有打印件上有层纹的接触面。首层如果有象脚尺寸大了需要打磨。用了什锦锉和500目砂纸。最好提前做功课了解每个零件的运动方式和范围。

BlueGhost

dhey 发表于 2025-6-16 18:53
打印图纸那里有？还有金属件有套装卖吗？

图纸是在MakerWorld上的：makerworld.com.cn/zh/models/607957
五金件可以根据BOM表买，也可以在原作者phaeozem的视频链接找配件包

BlueGhost

infish 发表于 2025-6-17 20:32
没必要用磨料，几个磨料的机构都是z向受力，层黏不行反而不如普通petg，而且磨料表面毛躁徒增摩擦，用久了 ...

谢谢指导下次找机会试试

BlueGhost

jaleo 发表于 2025-6-18 08:44
求楼主给个图纸

图纸是在MakerWorld上找的：makerworld.com.cn/zh/models/607957

BlueGhost

loveocean 发表于 2025-6-18 10:46
有没有可能量产？心里想着买个给小朋友玩，培养计算兴趣，但是觉得这也太功利了，兴趣才是最好的引导。 ...

某鱼有不少可以代打零件的，搜Curta就行，自己动手有成就感

BlueGhost

loveocean 发表于 2025-6-19 11:33
我看了原版的事情，你的图片没有拍上手，实际还是挺大的，一是建议补充上手图，二是建议打印原作者的1.5 ...

向模型原作者phaeozem咨询过，小的用打印件强度不够，他直接车的碳纤维，而且做了3个就成功了一个，所以模型没有上传

BlueGhost

galfood 发表于 2025-6-19 19:39
请问大佬，模型在 Maker World 上分享了吗？

是的，可以看下帖子第#49楼

BlueGhost

przj 发表于 2025-6-21 18:40
大佬，求模型

模型链接和五金件见帖子#7楼

BlueGhost

oicw 发表于 2025-6-22 13:57
质感、精密度真好，图片拍的也棒！

能分享一下打印机型号和耗材品牌吗，谢谢 ...

打印机是竹子家P1S，耗材用了K家的K5 PETG RAPID

BlueGhost

梦溺残沙里 发表于 2025-6-22 22:56
请问下打磨花了多长时间

打磨+装配周末2天时间搞定的，准备工作先做好，磨刀不误砍柴工

BlueGhost

loveocean 发表于 2025-6-24 16:47
打磨复杂吗？谢谢

主要是把打印的瑕疵和层纹处理一下，配合间隙不够的磨一磨，各个零件滑动、转动顺畅。