3D tiskalnik Prosthetic Cap: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Pregled

V svetu športa so športniki s posebnimi potrebami spregledani glede njihovih zmogljivosti. Mnogi potrebujejo specializirano opremo, ki zagotavlja udobje in vrhunske zmogljivosti med športom, ki ga imajo radi. Lokalna paraolimpijska košarkarska ekipa The Austin River City Rec'cers ima številne člane ekipe, ki trpijo zaradi fizičnih težav, kot so poškodbe hrbtenjače, amputacije, mišične bolezni in kapi. Zaradi pomanjkanja opreme, ki bi pomagala takemu športniku, se je naša ekipa odločila, da se osredotoči na določenega amputiranega v skupini, ki je izgubila roko. Igralec je svoj preživeli ud prekril z lepilnim trakom za zaščito, vendar je ta rešitev za večkratno uporabo, potratna in manj učinkovita od drugih rešitev, ki so jih uporabljali moji kolegi amputiranci v svetu atletike.

Brainstorming

Našo ekipo je ta težava pritegnila, saj imamo osebne povezave z rektorji mesta Austin River City in smo strastno pomagali organizaciji, ki jo v celoti podpiramo. Eden od članov naše ekipe ima starša, ki igra za ekipo, sama pa je bila s svojim prostovoljnim delom za neprofitne organizacije izjemno vplivna, ustanovila je svojo spletno stran in vodila številne turnirske igre. Igralci so postali njena družina in z njeno vpletenostjo je bila priča velikemu problemu, ki ga je odločila rešiti z viri, zagotovljenimi v času Cornerstone. Potem ko smo idejo predstavili njenemu drugemu članu ekipe in prejeli mnenja naših ustvarjalcev-mentorjev, smo z vrstniki zaključili delavnico 6-3-5 za ideje o tem, kako izboljšati naš izdelek in različne vire, ki bi jih lahko uporabili, za katere nismo mislili, od še. Nato smo dopolnili paket raziskav in oblikovanja, da bi ocenili učinkovitost predlaganega projekta v naslednjih kategorijah: avtomatizacija, elektrika, mehanika, konstrukcija in strast. Če pogledamo nazaj na te vire in razmislimo o povezavi, ki smo jo imeli z organizacijo, smo se odločili, da nadaljujemo s prvotno idejo za športnike.

Naša rešitev

Oblikovali smo idejo o izdelavi 3D tiskalnika, ki bi športnikom natisnil pokrovčke iz filamenta TPU, ki je bolj fleksibilen in vzdržljiv od običajno uporabljene žarilne nitke PLA. Naš cilj je bil programirati in izdelati izdelek, v katerem bi tiskalnik samodejno natisnil zaščitni tulec, ki ga je mogoče prilagoditi z različnimi velikostmi, da se športniku popolnoma prilega. Kot varnostni ukrep med tiskanjem smo želeli programirati mikroprocesor (Printerbot), ki bi krmilil različne motorne sisteme in bi ga regulirali senzorji za zaustavitev. Zaradi omejene porabe in zmožnosti uporabe delov iz obstoječih tiskalnikov je naš projekt ostal pod proračunom 200–300 USD in izpolnil zahteve naših strank, saj je zagotovil učinkovito in priročno rešitev, ki bi jo bilo mogoče zlahka distribuirati po paraolimpijskem svetu.

Zaloge

Pritrdilni elementi / vijaki

Matica M8- 100

M8 podložka- 100 (naročilo 2)

Vijak M3x20- 50 (naročilo 2)

M3 Matica- 50

Vijak M3x10- 6 (povezava je paket 50)

Vijak M3x8 (znan tudi kot set)- 2

#10 x 1 Phillips vijaki za ploščato pločevino- 4 (paket 100)

Ležaji

608 Ležaji za rolerje- 3 do 4

LM8UU Linearni ležaji- 10 do 11 (naročilo 2)

Navojne palice

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

Kupite 5 metrov in ustrezno odrežite

Gladke palice

350 mm 8 mm- 2 (naročilo 2)

405 mm 8 mm- 2 (naročite 2 in odrežite 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (odrezano 80 mm)

Pasovi

840 mm zobat jermen GT2- 1

900 mm zobati jermen GT2- 1

16-zobni jermenici za pritrditev jermenov GT2- 2

Tukaj je povezava do kompleta pasov na amazonu (ustrezno izrežite)

Datoteke 3D tiskalnika

Okvirno ogrodje z nogo- 4

Okvirno ogrodje brez stopala- 2

Sklopka- 4 (dvakrat natisnite)

X voziček- 1

X konec prostega teka- 1

X končni motor- 1

Z nosilec motorja Z- 2

Objemka za pas- 4

Nosilec matice za vpenjanje jermena- 2

Držalo za palico- 8

Objemka palice- 2

Nosilec motorja Y- 1

Y puša- 4

Nosilec končne zapore-3

Drugo:

1,5 cm vinilne cevi, 6,35 mm OD 4,32 mm ID (3 cm skupaj)- 2

Vezane plošče 225x225x6 mm- 1 (za ogrevanje postelje)

Ogrevalna postelja MK1/MK2- 1 (priporočeno 200x200 mm)

Koračni motorji NEMA17- 5

4-palčne zadrge- 50

Mikroprocesor in koda

Naša ekipa bo posodobila ta dokument, ko bomo razvijali kodo za naš mikroprocesor

*zgornji seznam zalog je priporočil rep rap, vendar bo za to ponovitev v celoti preverjen, ko dokončamo tiskalnik*

1. korak: Izdelava okvirja

Prvi korak pri izdelavi 3D tiskalnika je sestavljanje okvirja, ki je sestavljen iz dveh gladkih trikotnikov palic, ki sta povezani z dodatnimi palicami, ki potekajo navpično. Naša skupina je imela srečo, da je v našem kampusu našla že zgrajen okvir, ki smo ga nato spremenili v natančno repliko Prusa Mendel Iteration 2, tako da smo zamenjali sponke, ki so držale skupaj palico pravokotno na os y in gladke palice. uporablja se za os x. Za tiste, ki sami gradijo okvir, obiščite spletno mesto Rep Rap*, ki vsebuje poseben razdelek s podrobnimi navodili, kako zgraditi okvirno konstrukcijo tako, da je popolna in potrebne materiale za izdelavo (vključeno v naše skupne izračune). Zgoraj je nekaj fotografij z določenimi natisnjenimi deli okvirja in konstrukcijo ter našim okvirjem, preden je bil spremenjen tako, da ustreza različici Rep Raps.

*Naša skupina je menila, da ta vir daje boljše informacije o konstrukciji okvirja, kot bi lahko, saj tega vidika tiskalnika nismo izdelali sami. Globoko nam je žal, da nismo mogli dodati svojega osebnega pogleda na ta korak, vendar se nam zdi, da bi omejili gradbenike in jih prizadeli s potencialno netočnimi informacijami, ki smo jih posredovali. Temu mestu je mogoče zaupati in je bila odlična referenca pri vseh naših gradbenih prizadevanjih.

2. korak: Izdelava osi X

Materiali:

Natisnjen X end Idler

Tiskani X end motor

2 420 mm gladke palice

3 vijaki M3x10

1 608 ležaj

2 podložki blatnika/blatnika M8x30

1 50 mm navojna palica M8

2 matice M8

3 podložke M8

3 linearni ležaji LM8UU

Navodila

-Izvrtajte osrednjo luknjo delov x-konca in motorja x-konca do 8 mm in izvrtajte 4 luknje, kamor bodo vstavljene gladke palice (po potrebi pilite, da se prepričajo, da se lahko tesno prilegajo v luknjo)

-Motor x-konca postavite na levo, kolesca x-konca pa na desno z "šesterokotnimi odseki", obrnjenimi drug proti drugemu. Gladke palice potisnite v prosti tek.

-Sedaj poglejte spodnji del nosilca x in poglejte, na kateri strani so reže za dva linearna ležaja in na kateri le ena. Upoštevajte to, določite, katera stran bo spredaj in katera zadaj, in na vsako palico (1 za eno, 2 za drugo) potisnite ustrezno količino linearnih ležajev, glede na vaše želje.

-Pritrdite motor x-end na nastavitev vaše palice in pazite, da se palice vrnejo kolikor je potrebno nazaj (možnost, da izvrtate do konca, da bosta nastavitev in pritrditev enostavnejša, za pritrditev potrebujete le dodatne matice)

Zgornje fotografije prikazujejo dva natisnjena dela za ta sklop in trenutni napredek naše ekipe na osi x. Čeprav naša skupina še ni dosegla te točke, os x ni popolnoma sestavljena, dokler 50-milimetrska navojna palica ni nameščena na vlečni pas x-konca in pritrjen ležaj za pas ekstruderja. Za dodatne informacije uporabite vir rep rap, ki je povezan na dnu, in ko bomo imeli dostop do virov, nameravamo še naprej posodabljati postopek gradnje.

3. korak: Gradnja grelne postelje

Materiali:

Vezane plošče 225x225x6 mm- 1 (za ogrevanje postelje)

Ogrevalna postelja MK1/MK2- 1 (priporočeno 200x200 mm)

#10 x 1 vijaki s ploščato glavo za ploščate kovine- 4

Natisnjene Y puše- 4

Navodila:

- Postavite Y-puše (obrnjene navzgor) na kos vezanega lesa in poskrbite, da bosta dva kompleta na vsaki strani oddaljena 140 mm (merita od natančne sredine) in da sta njuni razdalji od leve in desne strani enaki

-Vse puše in njihovi kanali palic bodo potekali/gledali enako, tako da bo plošča lahko tekla vzdolž palic osi y

-Spenjajte vezane plošče in previdno z vijaki* pritrdite y-puše, tako da jih postavite čim bližje sprednji in zadnji strani, ne da bi les počil, saj ne bodo motili grelne postelje.

-Če vijaki štrlijo iz vezanega lesa navzgor, lahko z ročno žago z vrtljivim rezilom odrežete odvečno kovino, saj je to lahko nevarno in omejuje funkcije tiskalnika

- Ponavljajoče se pomembne informacije za puše: vse morajo biti obrnjene enako, njihova razdalja od sprednje in zadnje strani vezanega lesa pa ni pomembna le med levo in desno ter razdaljo med pušami (tudi levo do prav)

-Izmerite svojo grelno posteljo na tretjini na dveh nasprotnih robovih postelje (levo in desno ali spredaj in zadaj) in izvrtajte dve 8 mm luknji na linijah (če uporabljate priporočene 200x200 mm, bi izvrtali približno 7 cm z vsake strani in čim bližje čim bolj rob)- kot je prikazano na eni od zgornjih fotografij

-Razliko dolžine grelne postelje odštejte vezanemu lesu, jo razdelite na dva in izmerite na vsaki strani vezanega lesa s to številko, tako da bo vaša grelna postelja popolnoma na sredini lesa. (označevanje po teh metodah je mogoče videti tudi na eni od zgornjih fotografij

-Posteljo in les skupaj pritrdite, hkrati pa ju pritrdite na prodajno površino in privijte s 4 ploščatimi vijaki iz pločevine

*Naša ekipa ne pozna posebne velikosti in vrste vijaka, s katerim je y-puše pritrjena na vezane plošče, vendar bomo takoj, ko se vrnemo v prostor za izdelavo in imamo dostop do tiskalnika, ugotovili vrsto vijaka in posodobite stran. Najlepša hvala za razumevanje

4. korak: Izdelava osi Y

Materiali:

Sestavljena grelna postelja (od zadnjega koraka)

Sestavljen okvir

Tiskane pasne sponke-2

Zobati jermen 840 mm × 5 mm T5

Koračni motorji NEMA17-1

16-zobni jermenici za pritrditev jermenov GT2- 1

4-palčne zadrge- 4

Navodila:

-Zberite svojo sestavljeno grelno posteljo, objemko za pas in 2 vijaka, ki se prilegata luknjam za spone pasu*. Obrnite grelno posteljo in z ravnilom izmerite in vpenjajte jermen na sredini na sprednji strani/robu vezanega lesa (postavite ga čim bližje robu). Zdaj potisnite en rob pasu 840 mm v režo za pas z zobmi navzgor. Pas pritrdite z vijaki.

- Ko se prepričate, da sta dve gladki palici 140 mm drug od drugega (kot je prikazano na zgornji sliki), obrnite grelno posteljo na desno stran in pritrdite y-puše ogrevane postelje na palice.

-Če pride do težav s pritrditvijo zaradi različnih razdalj med palicami, lahko njihovo nastavitev prilagodite tako, da popustite matice in premaknete palice na navojnih palicah, na katere so pritrjene palice osi y.

- Ko grelna postelja lahko gladko drsi vzdolž palic, obrnite tiskalnik na stran. Nato na vsaki puši speljite z zadrgo skozi majhen prehod na vsaki natisnjeni puši in okoli palice, na katero je pritrjena, nato pa potegnite, dokler ni tesno

- Zdaj, ko je vaša postelja zavarovana, lahko tiskalnik prestavimo v običajen položaj in začasno pritrdimo koračni motor po osi y (to je najbolj oddaljena ekipa v tem koraku). Potisnite koračni motor v nosilec y motorja in po potrebi pritrdite 16-zobni jermen.

- Ko ste prepričani, da so ležaji jermena za os y popolnoma poravnani, zavijte jermen, pritrjen na grelno posteljo, okoli prvega ležaja in jermenice, pritrjene na motor. Nato ga močno povlecite pod grelno posteljo in ga ovijte okoli drugega ležaja, pri tem pazite, da se na obeh ležajih zobata stran jermena dotika ležaja in da se zobje popolnoma prilegajo jermenici motorja.

- Za udobje potisnite posteljo vse do konca motornega pasu. Zdaj, kot ste storili prej, izmerite in postavite sponko za pas na sredino na hrbtni strani vezanega lesa, tako da je čim bližje robu. Trdno povlecite rob pasu in ga pritrdite (po potrebi odrežite odvečni del). Zdaj bi morala postelja zdrsniti z malo sile, a tudi dobro pritrjena.

*Naša ekipa ne pozna posebne velikosti in vrste vijaka, ki je bil uporabljen za pritrditev objemk pasu na vezane plošče, a takoj, ko se vrnemo v prostor za izdelavo in imamo dostop do tiskalnika, bomo ugotovili vrsto privijte in posodobite stran. Najlepša hvala za razumevanje

5. korak: naprej …

Naš postopek gradnje je bil zaradi nedavne pandemije prekinjen, a takoj, ko bomo imeli dostop do našega projekta in materialov, nameravamo dokončati tiskalnik in ga dati v roke Austin River City Rec'cers. Kot rečeno, imamo še veliko dokončati, preden dosežemo svoj cilj, zato je spodaj seznam tega, kar je še treba storiti.

-Pritrdite navpične dele okvirja na držala motorja in na vsak konec palice, ki poteka pravokotno na os y (uporabite objemke za palice)

-Dokončajte sestavljanje osi X: nameravamo zavarovati ležaj za pas ekstruderja, nato moramo pritrditi koračni motor in ekstruder, ki nam ga je ponudil eden od mentorjev proizvajalca (neobvezno: vključite ventilator ekstruderja za filament)

-Ugotovite način za varno zaščito filamentov (možnosti: oblikovanje in tiskalno kolo, ki bi se lahko napenjalo v okvir ali štrlelo iz okvirja)

-Popolna os Z: na dva motorja po osi Z s spojkami in vinilnimi cevmi moramo pritrditi 210 mm navojne palice

- Nosilce/ končne zapore pritrdite na vsako os (po 1)

- Zaščitite mikroprocesor printerbot z zadrgo na eni strani okvirja

-Programiranje: priključite vse končne zapore, koračne motorje in grelno posteljo na tiskalniški mikroprocesor. Poiščite obstoječo kodo za prusa iteracijo 2 (uporabite rep rep kot vir) in jo po potrebi spremenite

Žal nam je za nevšečnosti našega nedokončanega projekta, vendar upamo, da bomo še naprej delali na njem v poletnih mesecih in obljubljamo, da bomo to spletno mesto posodobili, ko bomo izboljšali/ dokončali tiskalnik.

6. korak: Viri

Naša ekipa je sledila postopku gradnje in seznamu materialov, ki ga ponuja spletna stran Rep Rap. Vsebujejo podrobna navodila o vseh vidikih te ponovitve tiskalnika Prusa in njihovo spletno mesto je zelo enostavno slediti. Spodaj so povezave do glavne strani spletnega mesta, pa tudi ključnih strani za informacije o montaži, zalogah itd.

Datoteke 3D tiskalnika (uporabili smo datoteke na zavihku metric-prusa)

Rep Rap "Bill of Materials"

Rep Rap tiskalniški sklop

Naša ekipa bi želela vključiti tudi povezavo do spletnega mesta Austin River City Rec'cers (organizacija, katere namen je pomagati pri našem izdelku), da bi izvedeli več o namenu ekipe in igralcih. Tu lahko tudi prispevate, da ekipi pomagate pri letnih stroških, saj je vsak prispevek zelo potreben in cenjen.