Proteesikork 3D -printer: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Ülevaade

Spordimaailmas jäävad puudega sportlased oma sooritusvajadustega kahe silma vahele. Paljud vajavad spetsiaalset varustust, et tagada mugavus ja tipptasemel jõudlus armastatud spordialade mängimise ajal. Kohalikus paraolümpia korvpallimeeskonnas The Austin River City Rec'cers on palju meeskonnaliikmeid, kes kannatavad füüsiliste raskuste all, nagu seljaaju vigastused, amputeerimised, lihashaigused ja insultid. Sellise sportlase abistamiseks valmistatud varustuse puudumise tõttu otsustas meie meeskond keskenduda konkreetsele amputeeritud osalejale, kes kaotas käe. Mängija kattis oma ellujäänud jäseme kaitseks kleeplindiga, kuid see lahendus on korduvkasutatav, raiskav ja vähem efektiivne kui teised lahendused, mida kasutasid minu spordikaaslaste amputeeritud kaaslased.

Ajurünnak

Meie meeskond tõmbas selle probleemi poole, kuna meil on isiklikud sidemed Austin River City Rec'cers'iga ja soovime kirglikult aidata organisatsiooni, mida me täielikult toetame. Ühel meie meeskonnaliikmel on lapsevanem, kes mängib meeskonnas ja ta ise on olnud väga mõjukas oma vabatahtliku tööga mittetulundusühingu nimel, seadistades oma veebisaidi ja korraldades paljusid turniirimänge. Mängijatest on saanud tema perekond ja tema kaasamise kaudu oli ta tunnistajaks suurele probleemile, mille ta oli otsustanud lahendada Cornerstone'i ajal eraldatud vahenditega. Pärast idee tutvustamist oma teisele meeskonnaliikmele ja meie tegijate-mentorite sisendi saamist viisime koos eakaaslastega läbi 6-3-5 töötoa, kus leiti ideid selle kohta, kuidas oma toodet ja erinevaid ressursse, mida saaksime kasutada, paremaks muuta veel. Seejärel lõpetasime uurimis- ja disainipaketi, et hinnata meie kavandatud projekti tõhusust järgmistes kategooriates: automaatika, elektrienergia, mehaanika, struktuur ja kirg. Vaadates tagasi nendele ressurssidele ja mõeldes seosele organisatsiooniga, otsustasime sportlaste jaoks oma esialgse ideega edasi minna.

Meie lahendus

Sõnastasime idee ehitada 3D -printer, mis prindiks sportlastele mütsid TPU hõõgniidist, mis on paindlikum ja vastupidavam kui tavaliselt kasutatav PLA hõõgniit. Meie eesmärk oli programmeerida ja konstrueerida toode, kus printer prindiks automaatselt kaitseümbrise, mida saaks kohandada erineva suurusega, et see sobiks sportlasega ideaalselt. Meie eesmärk oli printimise ohutuse tagamiseks programmeerida mikroprotsessor (Printerbot), mis juhiks erinevaid mootorisüsteeme ja mida reguleeriksid lõpp-andurid. Kuna meie kulutused on piiratud ja võime kasutada olemasolevate printerite osi, jäi meie projekt alla 200–300 dollari suuruse eelarve ja vastas meie kliendi nõudmistele, pakkudes tõhusat ja mugavat lahendust, mida saaks hõlpsasti levitada kogu paraolümpiamaailmas.

Tarvikud

Kinnitusvahendid / kruvid

M8 mutter- 100

M8 pesur- 100 (tellimus 2)

M3x20 polt- 50 (tellimus 2)

M3 mutter- 50

M3x10 polt- 6 (link on pakendis 50)

Kruvi M3x8 (aka komplekt) 2

#10 x 1 lameda peaga Phillips lehtmetallist kruvid- 4 (pakendis 100)

Laagrid

608 rulluisulaagrid- 3 kuni 4

LM8UU lineaarsed laagrid- 10 kuni 11 (tellimus 2)

Keermestatud vardad

370mm 8mm- 6

300 mm 8 mm- 4

450 mm 8 mm- 3

210 mm 8 mm- 2

50mm 8mm-1

Ostke 5 meetrit ja lõigake vastavalt

Siledad vardad

350mm 8mm- 2 (tellimus 2)

405 mm 8 mm- 2 (tellige 2 ja lõigake 1 mm)

420mm 8mm- 2 (lõigatud 80 mm ära)

Vööd

840 mm GT2 hammasrihm- 1

900mm GT2 hammasrihm- 1

16 hambaga rihmarattad, mis sobivad GT2 vöödele- 2

Siin on link Amazoni vöökomplektile (vastavalt lõigatud)

3D printerifailid

Raami tipp jalaga- 4

Raami tipp ilma jalata- 2

Sidur- 4 (printige kaks korda)

X vanker- 1

X otsa tühikäik- 1

X otsa mootor- 1

Z mootorikinnitus- 2

Rihmaklamber- 4

Rihmaklambri mutrihoidik- 2

Baariklamber- 8

Vardaklamber- 2

Y mootoriklamber- 1

Y puks- 4

Peatusehoidja-3

Muu:

1,5 cm vinüültoru, 6,35 mm OD 4,32 mm ID (kokku 3 cm)- 2

225x225x6mm vineer- 1 (voodi soojendamiseks)

MK1/MK2 küttevoodi- 1 (soovitatav 200x200mm)

NEMA17 samm-mootorid- 5

4 tolli tõmblukud- 50

Mikroprotsessor ja kood

Meie meeskond värskendab seda dokumenti, kui töötame välja oma mikroprotsessori koodi

*ülaltoodud tarnekirja soovitas rep rap, kuid see kontrollitakse selle iteratsiooni jaoks täielikult pärast printeri lõpetamist*

Samm: raami ehitamine

3D -printeri ehitamise esimene samm on selle raami kokkupanek, mis koosneb kahest siledast vardakolmnurgast, mis on ühendatud vertikaalselt kulgevate lisavarrastega. Meie rühmal oli õnne leida meie ülikoolilinnakust juba ehitatud raam, mille me muutsime Prusa Mendeli Iteration 2 täpseks koopiaks, muutes välja klambrid, mis hoidsid koos y-teljega risti olevat latti ja siledad vardad. kasutatakse x-telje jaoks. Neile, kes raami ise ehitavad, minge palun veebisaidile Rep Rap*, kus on konkreetne jaotis, mis annab üksikasjalikud juhised selle kohta, kuidas raamkonstruktsioon ehitada nii, et see oleks täiuslik ja ehitamiseks vajalikud materjalid (sisalduvad meie koguarvutustes). Ülal on mõned fotod, millel on raami ja konstruktsiooni teatud trükitud tükid, samuti meie raam enne selle muutmist, et see sobiks Rep Rapsi versiooniga.

*Meie rühm tundis, et see ressurss andis raami ehituse kohta paremat teavet, siis me suutsime, kuna me polnud seda printeri aspekti ise ehitanud. Meil on sügavalt kahju, et me ei saanud sellele sammule lisada oma isiklikku vaatenurka, kuid tunneme, et piirame ehitajaid ja kahjustame neid meie esitatud võimaliku ebatäpse teabega. Seda saiti võib sügavalt usaldada ja see oli suurepärane viide kogu meie ehitustegevuses.

2. samm: X-telje ehitamine

Materjalid:

Trükitud X otsa tühikäik

Trükitud X otsa mootor

2 420 mm siledad vardad

3 polti M3x10

1 608 laager

2 M8x30 poritiiva/poritiiva seibi

1 50 mm M8 keermestatud varras

2 M8 pähklit

3 M8 seibi

3 LM8UU lineaarset laagrit

Juhised

-Puurige x-otsa tühikäigu ja x-otsa mootori osade keskmine auk 8 mm läbimõõduga välja ja puurige välja 4 auku, kuhu siledad vardad sisestatakse (vajadusel viilige, et veenduda, kas need sobivad auku hästi)

-Asetage x-otsa mootor vasakule ja x-otsa tühikäigupool paremale nii, et nende "kuusnurksed lõigud" on üksteise vastas. Lükake siledad vardad tühikäigu sisse.

-Nüüd vaadake oma x -kelgu põhja ja vaadake, kummal küljel on pilud kahe lineaarse laagri jaoks ja millisel ainult üks pesa. Seda silmas pidades määrake, milline külg on eesmine ja milline tagumine, ning libistage igale vardale õige kogus lineaarlaagreid (1 ühe jaoks, 2 teise jaoks) vastavalt oma eelistustele.

-Kinnitage x-ots mootor oma varraste külge ja veenduge, et vardad lähevad nii kaugele tagasi kui võimalik (võimalus puurida täielikult läbi, nii et reguleerimine ja kinnitamine on lihtsamad, kinnitamiseks on vaja ainult täiendavaid mutreid)

Ülaltoodud fotodel on näidatud selle koostu kaks trükitud tükki ja meie meeskonna praegune edenemine x-teljel. Kuigi meie rühm ei jõudnud veel sellesse punkti, ei ole x-telg täielikult kokku pandud enne, kui 50 mm keermestatud varras on asetatud x-otsa tühikäigule ja laager on kinnitatud ekstruuderi rihma jaoks. Lisateabe saamiseks kasutage allosas lingitud rep rapsi allikat ja plaanime jätkata ehitusprotsessi värskendamist, kui meil on juurdepääs ressurssidele.

3. samm: küttevoodi ehitamine

Materjalid:

225x225x6mm vineer- 1 (voodi soojendamiseks)

MK1/MK2 küttevoodi- 1 (soovitatav 200x200mm)

#10 x 1 lameda peaga Phillipsi lehtmetallist kruvid- 4

Trükitud Y puksid- 4

Juhised:

- Asetage Y-puksid (ülespoole) vineeritükile ja veenduge, et mõlemad komplektid mõlemal küljel oleksid üksteisest 140 mm kaugusel (mõõtke täpselt keskelt) ja et nende kaugus vasakust ja paremast küljest on võrdne

-Kõik puksid ja nende vardakanalid töötavad/on suunatud samamoodi, nii et plaat saab sujuvalt mööda y-telje vardaid

-Kinnitage vineer ja kasutage y-pukside kinnitamiseks ettevaatlikult kruvisid*, asetades need nii esi- kui ka tagaküljele võimalikult lähedale ilma puidu pragunemiseta, sest siis ei sega need soojendusvoodit.

-Kui kruvid ulatuvad vineerist ülespoole, saate liigse metalli lõikamiseks kasutada pöörleva teraga käsisaega, kuna see võib olla ohtlik ja piirata printeri funktsioone

- Korduv oluline teave pukside kohta: need peavad kõik olema ühtmoodi suunatud ning nende kaugus vineeri esi- ja tagaküljest ei ole oluline ainult vasakule ja paremale ning pukside vahelisele kaugusele (jookseb ka vasakult õige)

-Mõõtke küttevoodi voodi kahele vastasküljele (kas vasakule ja paremale või ette ja taha) kolmandikesse ja puurige joonte juurde kaks 8 mm auku (kui kasutate soovitatud 200x200 mm, puuriksite umbes 7 cm mõlemalt küljelt ja nii lähedale) serv võimalikult)- nagu on näidatud ühel ülaltoodud fotol

-Lahutage küttevoodi pikkuse erinevus vineerist, jagage see kahega ja mõõtke selle numbriga vineeri mõlemalt küljelt, nii et teie küttevoodi oleks ideaalselt puidu keskel. (nende meetoditega tähistamist on näha ka ühel ülaltoodud fotol

-Kinnitage voodi ja puit kokku, kinnitades need ka müüdavale pinnale ja kruvige 4 lamedaotsaliste lehtmetallist kruvidega

*Meie meeskond ei tea konkreetset suurust ja tüüpi kruvi, mida kasutati y-pukside kinnitamiseks vineerile, kuid niipea, kui oleme tagasi tegijaruumis ja meil on juurdepääs printerile, selgitame välja tüübi keerake ja värskendage lehte. Suur tänu mõistva suhtumise eest

4. samm: Y-telje ehitamine

Materjalid:

Kokkupandud küttevoodi (viimasest sammust)

Kokkupandud raam

Trükitud vööklambrid-2

840 mm × 5 mm T5 sammuga hammasrihm

NEMA17 samm-mootorid-1

16 hambaga rihmarattad GT2 rihmade paigaldamiseks- 1

4 tolli tõmblukud- 4

Juhised:

-Koguge kokku kokkupandud küttevoodi, vööklamber ja 2 kruvi, mis mahuksid rihmaklambrite aukudesse*. Pöörake küttevoodi ümber ja joonlaua abil mõõtke ja asetage vööklamber vineeri esikülje/serva keskele (asetage see servale võimalikult lähedale). Nüüd libistage 840 mm vöö üks serv hambavööga ülespoole vööpesasse. Kinnitage rihm kruvidega.

- Pärast seda, kui olete veendunud, et kaks siledat varda on üksteisest 140 mm kaugusel (nagu on näidatud ülaltoodud pildil), pöörake küttevoodi paremale küljele ja klõpsake kuumutatava voodi y-puksid vardade külge.

-Kui kinnitusel on probleeme varraste erineva kauguse tõttu, saate nende paigutust reguleerida, keerates lahti mutrid ja nihutades varda klambreid keermestatud vardadel, mille külge on kinnitatud y-telje vardad.

- Kui kuumutusalus saab sujuvalt mööda vardaid libiseda, pöörake printer külili. Seejärel ajage igal puksil tõmblukk läbi iga trükitud puksi väikese läbipääsu ja ümber selle külge kinnitatud varda, seejärel tõmmake pingule

- Nüüd, kui teie voodi on kinnitatud, saame printeri tavalisse asendisse pöörata ja y-telje samm-mootori ajutiselt kinnitada (see on meie meeskonna selle sammuga kõige kaugem). Lükake samm-mootor y mootoriklambrisse ja vajadusel kinnitage 16-hambaline rihmaratas.

- Nüüd, kui olete veendunud, et teie y-telje rihmalaagrid on ideaalselt joondatud, mähkige soojendusvoodile kinnitatud rihm nii esimese laagri kui ka mootori külge kinnitatud rihmaratta ümber. Seejärel tõmmake see tihedalt soojendusvoodi alla ja keerake see ümber teise laagri, veendudes, et mõlema laagri puhul puudutab rihma hammastega pool laagrit ja hambad sobivad ideaalselt mootori rihmarattaga.

- Mugavuse huvides libistage voodi rihmasüsteemi mootori otsa. Nüüd, nagu varemgi, mõõtke ja asetage vööklamber vineeri tagakülje keskele nii, et see oleks servale võimalikult lähedal. Tõmmake rihma servast tihedalt kinni ja kinnitage see oma kohale (vajadusel lõigake üleliigne osa ära). Nüüd peaks voodi väikese jõuga libisema, kuid ka hästi kinnitatud.

*Meie meeskond ei tea konkreetset suurust ja tüüpi kruvi, mida kasutati rihmaklambrite kinnitamiseks vineerile, kuid niipea, kui oleme tagasi valmistajaruumis ja meil on juurdepääs printerile, selgitame välja, millist tüüpi keerake ja värskendage lehte. Suur tänu mõistva suhtumise eest

Samm: edasi liikumine…

Meie ehitusprotsess katkestati hiljutise pandeemia tõttu, kuid niipea, kui meil on juurdepääs oma projektile ja materjalidele, plaanime printeri valmis saada ja Austin River City Rec'cersile anda. Sellegipoolest on meil enne eesmärgi saavutamist veel palju täita, nii et allpool on loetelu sellest, mida on veel vaja teha.

-Kinnitage vertikaalsed raamiosad mootorihoidikutesse ja y-teljega risti kulgeva varda mõlemasse otsa (kasutage vardaklambreid)

-Viimistle X-telje kokkupanek: plaanime kinnitada ekstruuderrihma laagri, seejärel peame kinnitama samm-mootori ja ekstruuderi, mille on meile andnud üks meie valmistaja juhendajatest (valikuline: lisage hõõgniidi ekstruuderi ventilaator)

-Kujundage välja võimalus hõõgniidi ohutuks kinnitamiseks (valikud: disain ja trükikett, mis võivad pingutada raami või raamist välja jääda)

-Täielik Z-telg: peame kinnitama 210 mm keermestatud vardad kahele z-telje mootorile koos haakeseadiste ja vinüültorudega

- Kinnitage igale teljele (igaüks 1) lõpp -stopp -hoidikud/ -peatused

- Turvaline printerboti mikroprotsessor, mille tõmblukud on raami ühele küljele

-Programmeerimine: ühendage kõik lõpp -peatused, samm -mootorid ja kütteseade printerboti mikroprotsessoriga. Leidke prusa iteratsiooni 2 olemasolev kood (kasutage allikana rep rap) ja vajadusel muutke

Vabandame lõpetamata projektiga kaasnevate ebamugavuste pärast, kuid loodame suvekuudel selle kallal edasi töötada ja lubame seda saiti printeri täiustamise/ täiendamise käigus värskendada.

6. samm: allikad

Meie meeskond järgis Rep Rap veebisaidi pakutavat ehitusprotsessi ja materjalide loendit. Need sisaldavad üksikasjalikke juhiseid Prusa printeri selle iteratsiooni iga aspekti kohta ja nende saiti on äärmiselt lihtne järgida. Sellest hoolimata on allpool lingid saidi avalehele, aga ka võtmelehed kokkupaneku, tarvikute jms kohta.

3D-printerifailid (kasutasime vahekaardi metric-prusa all olevaid faile)

Rep räpp "Materjalide arve"

Rep Rap Printer Assamblee

Meie meeskond soovib lisada ka lingi Austin River City Rec'cers veebisaidile (organisatsioon, mille eesmärk oli meie tootega aidata), et saada rohkem teavet meeskonna eesmärgi ja mängijate kohta. Siin saate annetada ka meeskonna iga -aastaste kulude katmiseks, kuna iga panus on nii vajalik kui ka tänuväärne.