Imprimantă 3D cu proteză: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Prezentare generală

În lumea sportului, sportivii cu dizabilități sunt uitați de nevoile lor de performanță. Mulți necesită echipamente specializate pentru a asigura confortul și performanțele de vârf în timp ce joacă sporturile pe care le iubesc. Echipa locală de baschet paralimpic, Austin River City Rec'cers, are mulți membri ai echipei care suferă cu dificultăți fizice, cum ar fi leziuni ale măduvei spinării, amputări, boli musculare și accidente vasculare cerebrale. Din cauza lipsei de echipament făcut pentru a ajuta un astfel de sportiv, echipa noastră a decis să se concentreze asupra unui amputat specific al echipei care și-a pierdut mâna. Jucătorul și-a acoperit membrele supraviețuitoare cu bandă adezivă pentru protecție, totuși această soluție nu este reutilizabilă, risipitoare și mai puțin eficientă decât alte soluții folosite de colegii mei amputați din lumea atletică.

Brainstorming

Echipa noastră a fost atrasă de această problemă, deoarece avem conexiuni personale cu Austin River City Rec'cers și am fost pasionați să ajutăm o organizație pe care o susținem pe deplin. Unul dintre membrii echipei noastre are un părinte care joacă pentru echipă și ea însăși a fost extrem de influentă în munca sa voluntară pentru organizații non-profit, înființând site-ul lor web și conducând multe dintre jocurile lor de turneu. Jucătorii au devenit familia ei și prin implicarea ei a asistat la o mare problemă pe care era hotărâtă să o rezolve cu resursele puse la dispoziție în timpul Cornerstone. După ce i-am prezentat ideea celuilalt membru al echipei sale și am primit contribuții de la producătorii-mentori, am finalizat un atelier 6-3-5 cu colegii noștri pentru idei despre cum să ne îmbunătățim produsul și diferite resurse pe care le-am putea folosi, pe care nu le-am gândit de încă. Am continuat apoi să finalizăm un pachet de cercetare și proiectare pentru a evalua eficacitatea proiectului propus în următoarele categorii: automatizare, electricitate, mecanică, structurală și pasiune. Privind înapoi la aceste resurse și reflectând asupra legăturii pe care o aveam cu organizația, am decis să mergem mai departe cu ideea noastră originală pentru sportivi.

Soluția noastră

Am formulat ideea construirii unei imprimante 3D care să imprime capace pentru sportivi din filament TPU, care este mai flexibil și mai durabil decât filamentul PLA utilizat în mod obișnuit. Scopul nostru a fost să programăm și să construim un produs în care imprimanta să imprime automat un manșon de protecție care să poată fi personalizat cu diferite dimensiuni pentru a se potrivi perfect sportivului. Ne-am propus să programăm un microprocesor (Printerbot) care să controleze diferite sisteme de motoare și să fie reglat de senzori de oprire finală ca măsură de siguranță în timpul imprimării. Datorită cheltuielilor noastre limitate și capacității de a utiliza piese de la imprimantele existente, proiectul nostru a rămas sub bugetul de 200 până la 300 USD și a îndeplinit cerințele clientului nostru, oferind o soluție eficientă și convenabilă, care ar putea fi distribuită cu ușurință în întreaga lume paralimpică.

Provizii

Dispozitive de fixare / șuruburi

M8 Nut- 100

Spălător M8- 100 (comandă 2)

Șurub M3x20- 50 (comandă 2)

M3 Nut- 50

M3x10 Bolt- 6 (linkul este un pachet de 50)

Șurub M3x8 (denumit și șurub) - 2

Șuruburi de tablă Phillips # 10 x 1 cu cap plat - 4 (pachet de 100)

Rulmenți

608 Rulmenți cu role - 3 la 4

Rulmenți lineari LM8UU- 10-11 (comandă 2)

Tije filetate

370mm 8mm- 6

300mm 8mm- 4

450mm 8mm- 3

210mm 8mm- 2

50mm 8mm-1

Cumpărați 5 metri și tăiați corespunzător

Lansete netede

350mm 8mm- 2 (comanda 2)

405mm 8mm- 2 (comanda 2 și tăiați 1mm)

420mm 8mm- 2 (tăiat 80 mm)

Curele

Curea dințată GT2 de 840 mm- 1

Curea dințată GT2 de 900 mm- 1

Role cu 16 dinți pentru a se potrivi cu curele GT2- 2

Iată un link către un kit de centură pe Amazon (tăiat în consecință)

Fișiere de imprimantă 3D

Vârf cadru cu picior- 4

Vârf cadru fără picior- 2

Cuplare- 4 (imprimați de două ori)

X trăsură- 1

X end idler- 1

Motor de capăt X- 1

Suport motor Z - 2

Clemă de curea- 4

Suport piuliță clemă centură- 2

Clemă de bare- 8

Clema tijei- 2

Suport motor Y - 1

Y bucșă- 4

Suport de oprire-3

Alte:

Tub de vinil de 1,5 cm, ID 6,35 mm 4,32 mm ID (3 cm în total) - 2

Placaj 225x225x6mm- 1 (pentru încălzirea patului)

Pat de încălzire MK1 / MK2- 1 (200x200mm recomandat)

Motoare pas cu pas NEMA17- 5

Fermoare de 4 inch - 50

Microprocesor și cod

Echipa noastră va actualiza acest document pe măsură ce dezvoltăm codul pentru microprocesorul nostru

* lista de aprovizionare de mai sus a fost recomandată de rep rap, dar va fi complet verificată pentru această iterație după ce ne-am terminat imprimanta *

Pasul 1: Construirea cadrului

Primul pas pentru construirea imprimantei 3D este asamblarea cadrului său, care constă din două triunghiuri de tije netede care sunt conectate de tije suplimentare care rulează vertical. Grupul nostru a avut norocul să găsească un cadru deja construit în campusul nostru, pe care l-am modificat apoi pentru a fi o replică exactă a Preta Mendel Iteration 2 prin schimbarea clemelor care țineau împreună bara perpendiculară pe axa y și tijele netede folosit pentru axa x. Pentru cei care construiesc singuri cadrul, vă rugăm să accesați site-ul Rep Rap * care are o secțiune specifică care oferă instrucțiuni detaliate despre cum să construiți structura cadrului astfel încât să fie perfectă și materialele necesare pentru construcție (incluse în calculele noastre totale). Mai sus sunt câteva fotografii cu anumite piese imprimate ale cadrului și construcției, precum și cadrul nostru înainte de a fi modificat pentru a se potrivi cu versiunea Rep Raps.

* Grupul nostru a simțit că această resursă a oferit informații mai bune despre construcția cadrului, apoi am putut, deoarece nu am construit noi înșine acest aspect al imprimantei. Ne pare rău că nu am putut adăuga propria noastră perspectivă personală la acest pas, totuși simțim că am limita constructorii și le-am răni cu potențiale informații inexacte furnizate de noi. Acest site poate fi de mare încredere și a fost o referință excelentă în toate eforturile noastre de construcție.

Pasul 2: Construirea axei X

Materiale:

Imprimat X end tipărit

Motor cu capăt X tipărit

2 tije netede de 420 mm

3 șuruburi M3x10

1 608 rulment

2 șaibe M8x30 pentru aripi / aripi

1 tijă filetată M8 de 50 mm

2 nuci M8

3 șaibe M8

3 rulmenți liniari LM8UU

Instrucțiuni

- Găuriți gaura centrală a părții interioare a x-end-idler și a motorului x-end la 8 mm și găuriți cele 4 găuri în care vor fi introduse tijele netede (filați, dacă este necesar, pentru a vă asigura că se pot fixa bine în gaură)

- Așezați motorul cu capătul x în stânga și butonul rotativ cu capătul x în dreapta, cu „secțiunile hexagonale” orientate unul către celălalt. Glisați tijele netede în ralanti.

-Uită-te acum la partea de jos a căruciorului tău x și vezi ce parte are fante pentru două rulmenți liniari și care dintre ele are un singur fante. Păstrând acest lucru este minte, determinați care parte va fi fața și care va fi partea din spate și glisați cantitatea corectă de rulmenți liniari pe fiecare tijă (1 pentru una, 2 pentru cealaltă) în funcție de preferințe.

-Atașați motorul X-end la configurarea tijei și asigurați-vă că tijele merg cât mai departe posibil (opțiune de găurire completă, astfel încât ajustarea și atașarea să fie mai ușoare, trebuie doar piulițe suplimentare pentru a le asigura)

Fotografiile de mai sus arată cele două piese tipărite pentru acest ansamblu și progresul actual al echipei noastre pe axa x. Deși grupul nostru nu a ajuns încă la acest punct, axa X nu este complet asamblată până când tija filetată de 50 mm nu este așezată pe racheta x-end și rulmentul este atașat pentru cureaua extruderului. Folosiți sursa de rap legată în partea de jos pentru informații suplimentare și intenționăm să continuăm actualizarea procesului de construire odată ce avem acces la resurse.

Pasul 3: Construirea patului de încălzire

Materiale:

Placaj 225x225x6mm- 1 (pentru încălzirea patului)

Pat de încălzire MK1 / MK2- 1 (200x200mm recomandat)

# 10 x 1 Șuruburi cu tablă Phillips cu cap plat - 4

Bucșe tipărite Y - 4

Instrucțiuni:

- Așezați bucșele Y (cu fața în sus) pe bucata de placaj și asigurați-vă că cele două seturi de pe fiecare parte măsoară 140 mm una de cealaltă (măsurați din mijlocul exact) și că distanțele lor de la stânga și dreapta sunt egale

-Toate bucșele și canalele lor de tijă vor fi rulate / orientate în același mod, astfel încât placa să poată rula lin de-a lungul tijelor axei y

-Fixați placajul în jos și folosiți cu grijă șuruburi * pentru a atașa bucșele în Y, așezându-le cât mai aproape posibil de părțile din față și din spate, fără ca lemnul să se crape, deoarece nu vor interfera cu patul de încălzire.

-Dacă șuruburile ies în afară de placaj, puteți utiliza un ferăstrău cu o lamă rotativă pentru a tăia excesul de metal, deoarece poate fi periculos și să limiteze funcțiile imprimantei

- Informații importante repetate pentru bucșe: toate trebuie să fie orientate în același mod, iar distanța dintre fața și partea din spate a placajului nu contează doar cele stânga și dreapta și distanța dintre bucșe (de asemenea, la stânga dreapta)

-Măsurați-vă patul de încălzire în treimi pe două margini opuse ale patului (fie la stânga, la dreapta, fie la față și în spate) și găuriți două găuri de 8 mm pe linii (dacă utilizați 200x200 mm recomandat, s-ar găuri aproximativ 7 cm din fiecare parte și cât mai aproape de margine posibil) - așa cum se arată într-una din fotografiile de mai sus

-Sucrați diferența de lungime a patului de încălzire la placajul, împărțiți-l la două și măsurați din fiecare parte a placajului cu acel număr, astfel încât patul dvs. de încălzire să fie perfect în mijlocul lemnului. (marcarea folosind acele metode poate fi văzută și într-una din fotografiile de mai sus

-Fixați patul și lemnul împreună, fixându-l și pe o suprafață vândută, și înșurubați-le folosind cele 4 șuruburi de tablă Phillips cu cap plat.

* Echipa noastră nu cunoaște dimensiunea și tipul specific de șurub care a fost folosit pentru a fixa bucșele în Y la placaj, totuși, de îndată ce ne întoarcem în spațiul producătorului și avem acces la imprimantă, vom afla tipul de șurub și actualizați pagina. Vă mulțumesc foarte mult pentru intelegere

Pasul 4: Construirea axei Y

Materiale:

Pat de încălzire asamblat (de la ultimul pas)

Cadru asamblat

Cleme de curea imprimate-2

Curea de distributie a pasului T5 de 840mm × 5mm

Motoare pas cu pas NEMA17-1

Role cu 16 dinți pentru a se potrivi cu curele GT2- 1

Fermoare de 4 inch - 4

Instrucțiuni:

-Adunați patul de încălzire asamblat, o clemă pentru curea și 2 șuruburi care s-ar potrivi în găurile clemelor de curea *. Întoarceți patul de încălzire și cu ajutorul unei rigle, măsurați și așezați clema centurii în mijloc pe partea frontală / marginea placajului (așezați-o cât mai aproape de margine posibil). Acum glisați o margine a centurii de 840 mm în fanta centurii cu dinții orientați în sus. Fixați cureaua cu șuruburi.

- După ce vă asigurați că cele două tije netede sunt la o distanță de 140 mm una de cealaltă (așa cum se arată în imaginea de mai sus), întoarceți patul de încălzire în partea dreaptă și fixați bucșele y ale patului încălzit pe tije.

-Dacă există vreo problemă cu atașarea din cauza distanțelor diferite ale tijelor, puteți regla amplasarea acestora slăbind piulițele și deplasând clemele de bare pe tijele filetate la care sunt atașate tijele axei Y.

- Odată ce patul de încălzire poate aluneca ușor de-a lungul tijelor, întoarceți imprimanta în lateral. Apoi, pe fiecare bucșă, treceți o cravată cu fermoar prin pasajul mic de pe fiecare bucșă imprimată și în jurul tijei de care este atașată, apoi trageți până când este strânsă

- Acum, când patul dvs. este fixat, putem răsuci imprimanta în poziția normală și securiza temporar motorul pas cu pas pe axa y (acesta este cel mai îndepărtat echipa noastră în acest pas specific). Glisați motorul pas cu pas în suportul motorului y și atașați strângerea fuliei cu 16 dinți, după cum este necesar.

- Acum, după ce v-ați asigurat că rulmenții curelei pentru axa Y sunt perfect aliniați, înfășurați cureaua atașată la patul de încălzire atât în jurul primului rulment, cât și a scripetelui atașat la motor. Apoi trageți-l strâns sub patul de încălzire și înfășurați-l în jurul celui de-al doilea rulment, asigurându-vă că pe ambii rulmenți partea dentată a curelei atinge rulmentul și că dinții se potrivesc perfect în scripetele motorului.

- Pentru comoditate, glisați patul până la capătul motorului sistemului de curele. Acum, așa cum ați făcut înainte, măsurați și așezați clema centurii în mijloc, pe partea din spate a placajului, cu aceasta cât mai aproape posibil de margine. Trageți strâns marginea centurii și fixați-o în poziție (tăiați orice exces dacă este necesar). Acum patul ar trebui să alunece cu puțină forță, dar și bine fixat.

* Echipa noastră nu cunoaște dimensiunea specifică și tipul de șurub care a fost folosit pentru a fixa clemele centurii de placaj, totuși, de îndată ce ne vom întoarce în spațiul producătorului și vom avea acces la imprimantă, vom afla tipul de înșurubați și actualizați pagina. Vă mulțumesc foarte mult pentru intelegere

Pasul 5: Mergeți înainte …

Procesul nostru de construcție a fost întrerupt din cauza pandemiei recente, totuși, de îndată ce avem acces la proiectul și materialele noastre, intenționăm să finalizăm imprimanta și să o dăm Austin River City Rec'cers. Acestea fiind spuse, mai avem multe de finalizat înainte de a ne atinge obiectivul, așa că mai jos este o listă cu ceea ce este încă de făcut.

-Atașați piese de cadru verticale la suporturile motorului și la fiecare capăt al tijei care se desfășoară perpendicular pe axa y (utilizați cleme de bare)

-Finisaj Asamblarea axei X: planificăm fixarea rulmentului pentru banda extruderului, apoi trebuie să atașăm motorul pas cu pas și extruderul oferit de către unul dintre mentorii producătorului nostru (opțional: include ventilator extruder pentru filament)

-Configurați modul de securizare a filamentului într-un mod sigur (opțiuni: design și rotiță de imprimare care ar putea fie să se încadreze în tensiune, fie să iasă din cadru)

-Axa Z completă: trebuie să atașăm tijele filetate de 210 mm la cele două motoare pe axa Z cu cuplaje și tuburi de vinil

- Atașați suporturi de oprire / opriri de capăt la fiecare axă (1 fiecare)

- Securizați microprocesorul cu imprimantă, cu legături cu fermoar pe o față a cadrului

-Programare: conectați toate opritoarele de capăt, motoarele pas cu pas și patul de încălzire la microprocesorul imprimantei. Găsiți codul existent pentru iterația prusa 2 (utilizați rep rap ca sursă) și modificați dacă este necesar

Ne pare rău pentru inconvenientele proiectului nostru neterminat, totuși sperăm să continuăm să lucrăm la el în lunile de vară și promitem să actualizăm acest site pe măsură ce ne îmbunătățim / finalizăm imprimanta.

Pasul 6: Surse

Echipa noastră a urmat procesul de construcție și lista materialelor furnizate de site-ul Rep Rap. Acestea oferă instrucțiuni detaliate cu privire la fiecare aspect al acestei iterații a Prusa Printer, iar site-ul lor este extrem de ușor de urmărit. Acestea fiind spuse, mai jos sunt linkurile către pagina principală a site-ului, dar și paginile cheie pentru informații despre asamblare, consumabile etc.

Fișiere de imprimantă 3D (am folosit fișierele sub fila metric-prusa)

Rep Rap "Lista materialelor"

Ansamblu imprimantă Rap Rap

Echipa noastră ar dori, de asemenea, să includă un link către site-ul Austin River City Rec'cers (organizația pe care am urmărit să o ajutăm cu produsul nostru) pentru a afla mai multe despre scopul echipei și despre jucători. De asemenea, puteți dona aici pentru a ajuta echipa cu cheltuielile lor anuale, deoarece orice contribuție este atât de necesară, cât și de apreciată.