Fusion Board - 3D trükitud elektriline rula: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See juhend on ülevaade Fusion E-Boardi koostamisprotsessist, mille ma projekteerisin ja ehitasin 3D-jaoturites töötades. Projekt telliti selleks, et reklaamida 3D-jaoturite pakutavat uut HP Multi-Jet Fusion tehnoloogiat ning tutvustada mitut 3D-printimistehnoloogiat ja nende tõhusat kombineerimist.

Kujundasin ja ehitasin elektrimootoriga longboardi, mida saab kasutada lühikeste ja mõõdukate teekondade jaoks või kombineerida ühistranspordiga, et pakkuda palju laiemat reisimisulatust. Sellel on suur tippkiirus, see on väga manööverdatav ja seda on lihtne kaasas kanda, kui seda ei kasutata.

Samm: disainiprotsess

Alustasin projektiga, määratledes longboardi peamised standardkomponendid; veoautod, tekk ja rattad. Need olid riiuliosadelt väljas, nii et kasutasin neid disaini lähtepunktina. Esimene etapp oli jõuülekande projekteerimine, see hõlmab mootorikinnitusi, hammasrataste seadistusi ja mõned muudatused veoautodele. Mootorikinnituste suurus ja asukoht määravad korpuste suuruse ja asukoha, seega oli oluline, et see lõpetataks kõigepealt. Arvutasin soovitud tippkiiruse ja pöördemomendi nõuded, mis võimaldasid mul valida plaadi mootorid ja aku. Arvutati ka ülekandearv ja valiti rihmaratta suurused koos veorihma pikkusega. See võimaldas mul välja töötada mootori kinnituste õige suuruse, mis tagas hästi pingutatud rihma.

Järgmine etapp oli aku ja kiiruse regulaatori (ESC) korpuste projekteerimine. Valitud tekk koosneb peamiselt bambusest, nii et see on üsna paindlik, painutades oluliselt keskel. Selle eelised on mugav sõitmine, kuna see neelab tee konarusi ja ei kanna neid sõitjale üle. See tähendab aga ka seda, et aku ja elektroonika paigutamiseks on vaja jagatud korpust, kuna täispikk korpus ei saaks plaadiga painduda ja puutuks töö ajal maapinnaga kokku. Elektroonilised kiiruse regulaatorid (ESC) paigutati elektriliste piirangute tõttu mootoritele kõige lähemale. Kuna mootorid on veoautode kaudu kinnitatud, muutub positsioon pöörete ajal, mistõttu tuli korpus kavandada nii, et mootorid saaksid vabaks.

Akusüsteem paigutati teki teise otsa ja selles asus toitega seotud elektroonika. See hõlmas akut, mis sisaldas 20 liitiumioon -18650 elementi, akuhaldussüsteemi, sisse/välja lülitit ja laadimispesa.

Kasutasin kogu projekteerimisprotsessis Autodesk Fusion360, see tarkvara võimaldas mul kiiresti modelleerida komponente põhikomplekti sees, mis kiirendas arendusaega märkimisväärselt. Kasutasin ka Fusion360 simulatsioonifunktsioone, et tagada osade, eriti mootorikinnituste, piisavalt tugevus. See võimaldas mul aluste suurust tegelikult vähendada, kuna sain kontrollida tugevuse ja läbipainde nõudeid ning eemaldada materjali, säilitades samal ajal asjakohase ohutusteguri. Pärast projekteerimisprotsessi lõppu oli üksikute osade eksportimine 3D -printimiseks väga lihtne.

2. samm: ajam

Lõpetasin kõigepealt jõuülekande ehitamise, et tagada elektroonika korpuse jaoks piisav vaba ruum. Valisin kasutamiseks Caliberi veoautod, kuna neil on nelinurkne profiil, mis sobis ideaalselt mootorikinnituste kinnitamiseks. Kuid telg oli veidi liiga lühike, et lubada kahte mootorit samal veokil kasutada, nii et pidin seda pikendama, et rattad sobiksid.

Ma saavutasin selle, lõigates maha mõne alumiiniumist veoauto riidepuu korpuse, paljastades rohkem terasest telge. Seejärel lõikasin suurema osa teljest alla, jättes umbes 10 mm, mille saaksin M8 stantsiga keermestada.

Seejärel võidakse sidur külge keerata ja sellele lisada veel üks keermestatud telg, mis pikendab telge tõhusalt. Kasutasin haakeseadise ja uue telje püsivaks kinnitamiseks Loctite 648 kinnitusühendit, et see ei keeraks kasutamise ajal lahti. See võimaldas kahel mootoril veokile mahtuda ja andis ratastele palju vaba ruumi.

Jõuülekanne trükiti peamiselt HP Multi-Jet Fusion tehnoloogia abil, et tagada jäikus ja tugevus suure kiirenduse ja pidurdamise ajal, kus kantakse üle suurimad jõud.

Tagumiste rataste lukustamiseks konstrueeriti spetsiaalne rihmaratas, mis seejärel ühendati mootoririhmarattaga HTD 5M rihmaga. Rihmaratta komplekti kaitsmiseks lisati 3D trükitud kate.

3. samm: soonikkoesed

Üks peamisi projekteerimisotsuseid, mille tegin, oli korpuste eraldamine, mille tulemuseks oli puhas välimus ja võimaldas paindlikul tekil toimida ilma lisakindluseta. Tahtsin edasi anda HP Multi Jet Fusion tehnoloogia funktsionaalseid aspekte, nii et otsustasin FDM -i abil printida korpuste põhikorpuse, mis vähendas kulusid, ning seejärel kasutasin HP osi tekile kinnitamiseks ja kinnitamiseks. See pakkus huvitavat esteetikat, olles samas ka väga funktsionaalne.

FDM -i trükitud ümbrised jagati pooleks, et hõlbustada printimist, kuna tugimaterjali saab välispinnalt eemaldada. Poolitusjoon oli hoolikalt paigutatud nii, et tahvli külge kinnitamisel oleks HP osa selle varjanud. Lisati augud mootoriühendustele ja liimiti kohale kullatud kuulühendused

Keermestatud sisetükid sisestati bambusest tekile, et kinnitada korpused plaadi külge, ja lihviti plaadi pinnaga ühtlaselt, et vältida teki ja korpuse vahelist tühimikku.

4. samm: elektroonika

Elektroonika oli hoolikalt valitud, et tagada plaadi võimas, kuid ka intuitiivne kasutamine. See plaat võib võimalike rikete ilmnemisel olla ohtlik, seega on töökindlus väga oluline tegur.

Aku koosneb 20 üksikust 18650 liitiumioonakust, mis on kokku keevitatud, et moodustada 42 V pakett. 2 elementi keevitatakse paralleelselt ja 10 järjestikku; rakud, mida kasutasin, olid Sony VTC6. Pakendi moodustamiseks kasutasin nikli vahelehtede keevitamiseks punktkeevitajat, kuna jootmine tekitab liiga palju soojust, mis võib rakku kahjustada.

Aku korpuse toide kanti kiiruse regulaatori kasti, kasutades lamedat põimitud kaablit, mis viidi teki ülemisel küljel asuva haardelindi alla. See võimaldas kaableid "peita" ja välistas vajaduse juhtida kaablid alapoolele, mis oleks kole välja näinud.

Kuna tegemist on kahe mootoriga plaadiga, on iga mootori iseseisvaks juhtimiseks vaja kahte kiiruse regulaatorit. Selle ehituse jaoks kasutasin VESC kiiruse regulaatorit, mis on spetsiaalselt elektriliste rulade jaoks mõeldud kontroller, mis muudab selle selle kasutamise jaoks väga usaldusväärseks.

Kasutatavad mootorid on 170kv 5065, mis võivad toota 2200W, mis on selle plaadi jaoks palju energiat. Praeguse käiguvahetuse korral on plaatide maksimaalne kiirus umbes 35 MPH ja kiirendab väga kiiresti.

Viimane etapp oli plaadi juhtimiseks puldi loomine. Lihtsama töö tõttu eelistati traadita süsteemi. Siiski oli oluline tagada ülekande kõrge töökindlus, kuna side kadumisel võivad tekkida tõsised ohutusprobleemid, eriti suurtel kiirustel. Pärast mõne raadiosaatmisprotokolli katsetamist otsustasin, et 2,4 GHz raadiosagedus oleks selle projekti jaoks kõige usaldusväärsem. Ma kasutasin riiulilt RC auto saatjat, kuid vähendasin oluliselt selle suurust, viies elektroonika väikesesse käeshoitavasse korpusesse, mis trükiti 3D -vormingus.

Samm: viimistletud plaat ja reklaamvideo

Projekt on nüüd lõppenud! Lõime plaadist päris vinge video, seda saate vaadata allpool. Suur tänu 3D -jaoturitele selle projekti teostamise eest - vaadake neid kõigi oma 3D -printimisvajaduste kohta siit! 3dhubs.com