3D tlačiareň protetických viečok: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Prehľad

Vo svete športu sú športovci so zdravotným postihnutím prehliadaní so svojimi výkonnostnými potrebami. Mnohí vyžadujú špecializované vybavenie, aby zaistili pohodlie a špičkový výkon pri hraní športov, ktoré milujú. Miestny paralympijský basketbalový tím The Austin River City Rec'cers má mnoho členov tímu, ktorí trpia fyzickými ťažkosťami, ako sú poranenia miechy, amputácie, svalové choroby a mozgové príhody. Vzhľadom na nedostatok vybavenia vyrobeného na pomoc takému športovcovi sa náš tím rozhodol zamerať na konkrétneho amputovaného muža v tíme, ktorý prišiel o ruku. Hráč zakryl preživšiu končatinu lepiacou páskou na ochranu, ale toto riešenie je opakovane nepoužiteľné, nehospodárne a menej účinné ako ostatné riešenia, ktoré používali moji kolegovia po amputácii v atletickom svete.

Brainstorming

Náš tím bol k tomuto problému priťahovaný, pretože máme osobné kontakty s Recincermi mesta Austin River a boli nadšení pomáhať organizácii, ktorú plne podporujeme. Jedna z našich členiek má rodiča, ktorý hrá za tím, a ona sama mala veľký vplyv na svoju dobrovoľnícku prácu pre neziskové organizácie, založenie svojej webovej stránky a prevádzkovanie mnohých turnajových hier. Hráči sa stali jej rodinou a vďaka svojmu zapojeniu bola svedkom veľkého problému, ktorý sa rozhodla vyriešiť pomocou zdrojov poskytnutých počas Cornerstone. Po predstavení myšlienky ďalšiemu členovi tímu a získaní informácií od našich mentorov tvorcov sme absolvovali workshop 6-3-5 s našimi rovesníkmi, kde sme získali nápady, ako zlepšiť náš produkt a rôzne zdroje, ktoré by sme mohli použiť a o ktorých sme si nemysleli, že zatiaľ. Potom sme dokončili balík výskumu a dizajnu, aby sme ohodnotili účinnosť nášho navrhovaného projektu v nasledujúcich kategóriách: automatizácia, elektrotechnika, mechanika, konštrukcia a vášeň. Keď sa pozrieme späť na tieto zdroje a zamyslíme sa nad spojením, ktoré sme s organizáciou mali, rozhodli sme sa pokračovať v našej pôvodnej myšlienke pre športovcov.

Naše riešenie

Sformulovali sme myšlienku vybudovania 3D tlačiarne, ktorá by vytlačila čiapky pre športovcov z vlákna TPU, ktoré je pružnejšie a odolnejšie ako bežne používané vlákno PLA. Našim cieľom bolo naprogramovať a zostrojiť produkt, kde by tlačiareň automaticky vytlačila ochranný obal, ktorý by bolo možné prispôsobiť rôznym veľkostiam tak, aby dokonale vyhovovali športovcovi. Našim cieľom bolo naprogramovať mikroprocesor (Printerbot), ktorý by riadil rôzne motorové systémy a bol regulovaný snímačmi koncových dorazov ako bezpečnostné opatrenie počas tlače. Vzhľadom na naše obmedzené výdavky a možnosť používať súčiastky z existujúcich tlačiarní bol náš projekt pod rozpočtom 200-300 dolárov a splnil požiadavky nášho klienta tým, že poskytol efektívne a pohodlné riešenie, ktoré je možné ľahko distribuovať po celom paralympijskom svete.

Zásoby

Spojovacie prvky / skrutky

Matica M8- 100

Podložka M8- 100 (objednávka 2)

Skrutka M3x20- 50 (objednávka 2)

Matica M3- 50

Skrutka M3x10- 6 (prepojenie je v balení 50 ks)

Skrutka M3x8 (aka sada)- 2

Skrutky do plechu Phillips #10 x 1 s plochou hlavou- 4 (balenie po 100)

Ložiská

Ložiská 608 na kolieskových korčuliach- 3 až 4

Lineárne ložiská LM8UU- 10 až 11 (objednávka 2)

Závitové tyče

370 mm 8 mm- 6

300 mm 8 mm- 4

450 mm 8 mm- 3

210 mm 8 mm- 2

50 mm 8 mm-1

Kúpte 5 metrov a podľa toho orežte

Hladké prúty

350 mm 8 mm- 2 (objednávka 2)

405 mm 8 mm- 2 (objednávka 2 a strih 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (odrezané o 80 mm)

Opasky

Ozubený remeň 840 mm GT2- 1

Ozubený remeň 900 mm GT2- 1

16-zubové remenice pre remene GT2- 2

Tu je odkaz na súpravu opaska na Amazone (podľa toho nakrájajte)

Súbory 3D tlačiarne

Vrchol rámu s pätkou- 4

Vrchol rámu bez pätky- 2

Spojka- 4 (vytlačte dvakrát)

X vozík- 1

Napínací koniec X- 1

Motor na konci X- 1

Z držiak motora- 2

Svorka na opasok- 4

Držiak matice upínacieho pásu- 2

Tyčová svorka- 8

Svorka na tyč- 2

Konzola motora Y- 1

Y puzdro- 4

Držiak koncového dorazu-3

Iné:

1,5 cm vinylové rúrky, 6,35 mm s priemerom 4,32 mm s vnútorným priemerom (celkom 3 cm)- 2

Preglejka 225x225x6 mm- 1 (pre vyhrievaciu posteľ)

Vykurovacia posteľ MK1/MK2- 1 (odporúča sa 200 x 200 mm)

Krokové motory NEMA17- 5

4-palcové zapínanie na zips- 50

Mikroprocesor a kód

Náš tím bude tento dokument aktualizovať pri vývoji kódu pre náš mikroprocesor

*vyššie uvedený zoznam dodávok odporučil rep rap, ale pre túto iteráciu bude úplne overený, akonáhle dokončíme tlačiareň*

Krok 1: Zostavenie rámu

Prvým krokom k stavbe 3D tlačiarne je zostavenie jej rámu, ktorý pozostáva z dvoch trojuholníkov s hladkými tyčami, ktoré sú spojené ďalšími tyčami, ktoré prebiehajú zvisle. Naša skupina mala to šťastie, že v našom areáli našla už zostrojený rám, ktorý sme potom upravili tak, aby bol presnou replikou Prusa Mendel Iteration 2 výmenou svoriek, ktoré držali spolu tyč kolmo na os y a hladké tyče. používa sa pre os x. Tí, ktorí stavajú rám sami, navštívte webovú stránku Rep Rap*, ktorá obsahuje konkrétnu časť s podrobnými pokynmi na konštrukciu rámovej konštrukcie tak, aby bola dokonalá, a potrebné materiály na stavbu (zahrnuté v našich celkových výpočtoch). Vyššie sú uvedené niektoré fotografie s vytlačenými časťami rámu a konštrukcie, ako aj s rámom, ktorý bol upravený tak, aby zodpovedal verzii Rep Raps.

*Naša skupina mala pocit, že tento zdroj poskytuje lepšie informácie o konštrukcii rámu, potom by sme mohli, pretože sme tento aspekt tlačiarne nevybudovali sami. Je nám ľúto, že sme nemohli k tomuto kroku pridať svoj vlastný osobný pohľad, ale máme pocit, že by sme obmedzili staviteľov a ublížili im potenciálnymi nepresnými informáciami, ktoré sme poskytli. Tejto stránke je možné dôverovať a bola skvelou referenciou počas celého nášho stavebného snaženia.

Krok 2: Zostavenie osi X

Materiály:

Napínacie koleso s tlačeným koncom X

Motor s tlačenou koncovkou X

2 420 mm hladké tyče

3 skrutky M3x10

Ložisko 1 608

2 podložky blatníka/blatníka M8x30

1 závitová tyč 50 mm M8

2 matice M8

3 podložky M8

3 lineárne ložiská LM8UU

Inštrukcie

-Vyvŕtajte stredový otvor súčiastok x-end-idler a x-end-motor na 8 mm a vyvŕtajte 4 otvory, do ktorých budú vložené hladké tyče (v prípade potreby založte, aby ste sa presvedčili, že dobre zapadnú do otvoru)

-Motor x-end umiestnite vľavo a napínacie koleso x-vpravo napravo tak, aby „šesťuholníkové časti“smerovali k sebe. Zasuňte hladké tyče do voľnobehu.

-Teraz sa pozrite na spodok vášho x vozíka a zistite, na ktorej strane sú drážky pre dve lineárne ložiská a ktorá má iba jednu drážku. Majte to na pamäti, určte, ktorá strana bude predná a ktorá zadná, a nasuňte na každú tyč správne množstvo lineárnych ložísk (1 pre jednu, 2 pre druhú) podľa vašich preferencií.

-Pripojte x-end motor k zostave tyčí a uistite sa, že sa tyče vrátia tak ďaleko dozadu, ako je potrebné (možnosť úplného prevŕtania, aby bolo nastavenie a pripevnenie jednoduchšie, na zaistenie sú potrebné ďalšie matice)

Vyššie uvedené fotografie zobrazujú dva vytlačené kusy pre túto zostavu a aktuálny postup nášho tímu na osi x. Aj keď naša skupina ešte nedosiahla tento bod, os x nie je úplne zostavená, kým nie je závitová tyč 50 mm umiestnená na napínacie koleso x-end a ložisko je pripevnené k pásu extrudéra. Na získanie ďalších informácií použite zdroj rep rapu prepojený v spodnej časti. Plánujeme pokračovať v aktualizácii procesu budovania, akonáhle budeme mať prístup k zdrojom.

Krok 3: Stavba vykurovacej postele

Materiály:

Preglejka 225x225x6mm- 1 (pre vyhrievaciu posteľ)

Vykurovacia posteľ MK1/MK2- 1 (odporúča sa 200 x 200 mm)

Skrutky do plechu Phillips #10 x 1 s plochou hlavou- 4

Vytlačené puzdrá Y- 4

Inštrukcie:

- Umiestnite priechodky Y (smerom hore) na kus preglejky a uistite sa, že dve sady na každej strane sú od seba vzdialené 140 mm (merajte presne od stredu) a aby ich vzdialenosti od ľavej a pravej strany boli rovnaké

-Všetky puzdrá a ich tyčové kanály budú prebiehať/smerovať rovnakým spôsobom, aby doska mohla hladko prechádzať pozdĺž tyčí osi y

-Upnite preglejku a opatrne pomocou skrutiek* pripevnite priechodky y tak, aby boli čo najbližšie k prednej a zadnej strane bez praskania dreva, pretože potom nebudú zasahovať do vyhrievacej postele.

-Ak skrutky vyčnievajú z preglejky nahor, môžete prebytočný kov odrezať pomocou ručnej píly s rotujúcim kotúčom, pretože to môže byť nebezpečné a obmedziť funkcie tlačiarne.

- Opakované dôležité informácie pre puzdrá: všetky musia byť otočené rovnako a ich vzdialenosť od prednej a zadnej strany preglejky nezáleží len na ľavom a pravom boku a na vzdialenosti medzi puzdrami (prebieha tiež zľava do správny)

-Zmerajte svoje vyhrievacie lôžko na tretiny na dvoch protiľahlých okrajoch lôžka (buď vľavo a vpravo alebo vpredu a vzadu) a na čiarach vyvŕtajte dva otvory s priemerom 8 mm (ak sa používa odporúčaný rozmer 200 x 200 mm, vyvŕta by sa asi 7 cm z každej strany a čo najbližšie k okraju)- ako je znázornené na jednej z fotografií vyššie

-Odčítajte rozdiel v dĺžkach vyhrievacieho lôžka na preglejku, vydelte ho dvoma a zmerajte z každej strany preglejky týmto číslom, aby bola vaša vyhrievacia posteľ dokonale v strede dreva. (označenie týmito metódami je možné vidieť aj na jednej z vyššie uvedených fotografií

-Upnite posteľ a drevo a súčasne ich pripevnite na predaný povrch a priskrutkujte pomocou 4 skrutiek do plechu Flathead Phillips

*Náš tím nepozná konkrétnu veľkosť a typ skrutky, ktorá bola použitá na zaistenie priechodiek y k preglejke, ale hneď ako sa vrátime do priestoru výrobcu a budeme mať prístup k tlačiarni, zistíme typ skrutky a aktualizujte stránku. Ďakujem veľmi pekne za pochopenie

Krok 4: Budovanie osi Y

Materiály:

Zostavená vyhrievacia posteľ (z posledného kroku)

Zostavený rám

Svorky na opasok s potlačou-2

Rozvodový remeň s rozstupom 840 mm × 5 mm T5

Krokové motory NEMA17-1

16-zubové remenice pre remene GT2- 1

4-palcové zapínanie na zips- 4

Inštrukcie:

-Zhromaždite svoje zmontované vyhrievacie lôžko, svorku na opasok a 2 skrutky, ktoré by sa zmestili do otvorov na svorky pása*. Vyklopte vyhrievaciu posteľ a pomocou pravítka zmerajte a umiestnite upínaciu pásku do stredu na prednú stranu/okraj preglejky (umiestnite ju čo najbližšie k okraju). Teraz zasuňte jeden okraj 840 mm pásu do otvoru na opasok zubami nahor. Zaistite pás skrutkami.

- Potom, čo sa ubezpečíte, že sú obe hladké tyče od seba vzdialené 140 mm (ako je znázornené na obrázku vyššie), preklopte vyhrievacie lôžko na pravú stranu a zacvaknite y-puzdrá vyhrievaného lôžka na tyče.

-Ak existuje problém s pripevnením kvôli rôznym vzdialenostiam tyčí, môžete ich umiestnenie upraviť uvoľnením matíc a posunutím svoriek tyčí na závitových tyčiach, ku ktorým sú tyče osi y pripevnené.

- Akonáhle sa vyhrievacie lôžko môže hladko posúvať po tyčiach, prevráťte tlačiareň na bok. Potom na každom puzdre prevlečte zapínanie na zips cez malý priechod na každom vytlačenom puzdre a okolo tyče, ku ktorej je pripevnený, potom ho pevne zatiahnite.

- Teraz, keď je vaše lôžko zabezpečené, môžeme tlačiareň otočiť do normálnej polohy a dočasne zaistiť krokový motor osi y (to je najvzdialenejší priestor nášho tímu v tomto konkrétnom kroku). Zasuňte krokový motor do držiaka motora y a podľa potreby pripevnite 16-ozubenú remenicu.

- Teraz, keď ste sa presvedčili, že sú vaše ložiská remeňa pre os y dokonale zarovnané, omotajte remeň pripevnený k vyhrievaciemu lôžku okolo prvého ložiska a kladky pripevnenej k motoru. Potom ho pevne potiahnite pod vyhrievaciu posteľ a zabaľte ho okolo druhého ložiska, pričom sa uistite, že na oboch ložiskách sa ozubená strana pásu dotýka ložiska a zuby dokonale zapadajú do remenice motora.

- Pre pohodlie posuňte lôžko až na koniec motora pásového systému. Teraz, rovnako ako predtým, zmerajte a umiestnite svorku pásu do stredu na zadnú stranu preglejky tak, aby bola čo najbližšie k okraju. Pevne zatiahnite za okraj pásu a zaistite ho na mieste (v prípade potreby odstrihnite prebytok). Teraz by sa posteľ mala kĺzať s malou silou, ale zároveň by mala byť dobre upevnená.

*Náš tím nepozná konkrétnu veľkosť a typ skrutky, ktorá bola použitá na zaistenie pásových svoriek k preglejke, ale hneď ako sa vrátime do priestoru výrobcu a budeme mať prístup k tlačiarni, zistíme typ priskrutkujte a aktualizujte stránku. Ďakujem veľmi pekne za pochopenie

Krok 5: Vpred …

Náš stavebný proces bol kvôli nedávnej pandémii skrátený, ale hneď ako budeme mať prístup k nášmu projektu a materiálom, plánujeme dokončiť tlačiareň a odovzdať ju Recincerom v Austin River City. Ako už bolo povedané, pred dosiahnutím nášho cieľa máme ešte veľa práce, takže nižšie je zoznam toho, čo je ešte potrebné urobiť.

-Pripojte zvislé rámové diely k držiakom motora a na každý koniec tyče prebiehajúci kolmo na os y (použite tyčové svorky)

-Dokončenie Zostavenie osi X: plánujeme zaistiť ložisko pre pás extrudéra, potom musíme pripevniť krokový motor a extrudér, ktoré nám poskytol jeden z našich mentorov výrobcu (voliteľné: zahrnúť ventilátor extrudéra na vlákno)

-Zistite spôsob bezpečného zaistenia vlákna (možnosti: dizajn a tlačové koliesko, ktoré by sa buď dalo napnúť, alebo zapadnúť do rámu)

-Kompletná os Z: potrebujeme pripojiť 210 mm závitové tyče k dvom motorom s osou z pomocou spojok a vinylových rúrok.

- Upevnite držiaky koncových dorazov/ koncové dorazy na každú os (po 1)

- Zabezpečený mikroprocesor Printerbot s páskami na zips na jednej strane rámu

-Programovanie: pripojte všetky koncové dorazy, krokové motory a lôžko ohrievača k mikroprocesoru Botbot Printer. Nájdite existujúci kód pre prusa iteráciu 2 (ako zdroj použite rep rap) a v prípade potreby ho upravte

Ospravedlňujeme sa za nepríjemnosti nášho nedokončeného projektu. Dúfame však, že na ňom budeme pokračovať aj počas letných mesiacov a sľubujeme aktualizáciu tohto webu počas zlepšovania/ dokončovania našej tlačiarne.

Krok 6: Zdroje

Náš tím dodržal postup stavby a zoznam materiálov, ktorý poskytuje webová stránka Rep Rap. Obsahujú podrobné pokyny o každom aspekte tejto iterácie tlačiarne Prusa a ich stránky je veľmi jednoduché sledovať. Ako už bolo povedané, nižšie sú odkazy na hlavnú stránku webu, ale aj kľúčové stránky s informáciami o montáži, spotrebnom materiáli atď.

Súbory 3D tlačiarne (súbory sme použili na karte metrika-prusa)

Rep Rap "Kusovník"

Zostava tlačiarne Rep Rap

Náš tím by tiež rád zahrnul odkaz na webovú stránku Austin River City Rec'cers (organizácia, ktorej cieľom sme chceli pomôcť s našim produktom), aby sa dozvedel viac o účele a hráčoch tímu. Môžete tu tiež prispieť a pomôcť tímu s ich ročnými výdavkami, pretože akýkoľvek príspevok je veľmi potrebný a oceňovaný.