3D spausdintuvo protezavimo dangtelis: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Apžvalga

Sporto pasaulyje neįgalieji sportininkai yra ignoruojami atsižvelgiant į jų veiklos poreikius. Daugeliui reikalinga specializuota įranga, kad būtų užtikrintas komfortas ir maksimalus našumas sportuojant mėgstamą sportą. Vietinė parolimpinė krepšinio komanda „The Austin River City Rec'cers“turi daug komandos narių, kenčiančių nuo fizinių sunkumų, tokių kaip nugaros smegenų traumos, amputacijos, raumenų ligos ir insultai. Kadangi trūko įrangos, padedančios tokiam sportininkui padėti, mūsų komanda nusprendė sutelkti dėmesį į konkrečią amputuotą komandą, kuri neteko rankos. Žaidėjas apsaugojo savo išgyvenusią galūnę lipnia juostele, kad apsaugotų, tačiau šis sprendimas yra daugkartinio naudojimo, švaistomas ir mažiau veiksmingas nei kiti sprendimai, naudojami mano kolegoms amputuotiesiems sporto pasaulyje.

Smegenų šturmas

Mūsų komanda buvo patraukta šios problemos, nes turime asmeninių ryšių su Austin River City Rec'cers ir norėjome padėti organizacijai, kurią visiškai palaikome. Viena iš mūsų komandos narių turi komandoje žaidžiančius tėvus, o ji pati buvo nepaprastai įtakinga savanorišku darbu, siekiančiu ne pelno, kurdama jų svetainę ir vykdydama daugelį turnyro žaidimų. Žaidėjai tapo jos šeima ir per savo dalyvavimą ji tapo didžiulės problemos liudininke, kurią buvo pasiryžusi išspręsti panaudodama išteklius „Cornerstone“metu. Pristačius idėją kitam jos komandos nariui ir gavus mūsų kūrėjų-mentorių indėlį, kartu su bendraamžiais baigėme 6-3-5 seminarą idėjoms, kaip patobulinti savo produktą ir įvairius išteklius, kuriuos negalėtume panaudoti dar. Tada mes baigėme tyrimų ir projektavimo paketą, kad įvertintume mūsų siūlomo projekto efektyvumą šiose kategorijose: automatika, elektrinis, mechaninis, struktūrinis ir aistra. Žvelgdami į šiuos išteklius ir apmąstydami ryšį, kurį turėjome su organizacija, nusprendėme tęsti savo pradinę idėją sportininkams.

Mūsų sprendimas

Mes suformulavome idėją sukurti 3D spausdintuvą, kuris atspausdintų dangtelius sportininkams iš TPU gijos, kuri yra lankstesnė ir patvaresnė už dažniausiai naudojamą PLA giją. Mūsų tikslas buvo suprogramuoti ir sukonstruoti gaminį, kuriame spausdintuvas automatiškai atspausdintų apsauginę rankovę, kurią būtų galima pritaikyti įvairaus dydžio, kad ji puikiai tiktų sportininkui. Mes siekėme užprogramuoti mikroprocesorių („Printerbot“), kuris valdytų įvairias variklio sistemas ir būtų reguliuojamas galinio sustojimo jutikliais, kad būtų saugoma spausdinant. Dėl mūsų ribotų išlaidų ir galimybės naudoti esamų spausdintuvų dalis mūsų projektas liko mažesnis už 200–300 USD biudžetą ir atitiko mūsų kliento poreikius, siūlydamas veiksmingą ir patogų sprendimą, kurį būtų galima lengvai paskirstyti visame parolimpiniame pasaulyje.

Prekės

Tvirtinimo detalės / varžtai

M8 veržlė- 100

M8 skalbyklė- 100 (2 užsakymas)

M3x20 varžtas- 50 (2 užsakymas)

M3 veržlė- 50

M3x10 varžtas- 6 (nuoroda yra 50 pakuočių)

M3x8 varžtas (dar žinomas kaip rinkinys)- 2

#10 x 1 "plokščios galvutės" Phillips "lakštinio metalo varžtai- 4 (pakuotė po 100)

Guoliai

608 riedučių guoliai- nuo 3 iki 4

LM8UU linijiniai guoliai- nuo 10 iki 11 (2 užsakymas)

Srieginiai strypai

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

Pirkite 5 metrus ir atitinkamai supjaustykite

Lygūs strypai

350 mm 8 mm- 2 (2 užsakymas)

405 mm 8 mm- 2 (užsisakykite 2 ir supjaustykite 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (nupjauta 80 mm)

Diržai

840 mm GT2 dantytas diržas- 1

900 mm GT2 dantytas diržas- 1

16 dantų skriemuliai, pritaikyti GT2 diržams- 2

Čia yra nuoroda į „Amazon“diržų rinkinį (atitinkamai supjaustykite)

3D spausdintuvo failai

Rėmo viršūnė su pėda- 4

Rėmo viršūnė be pėdos- 2

Sukabinimas- 4 (spausdinti du kartus)

X vežimėlis- 1

X galas tuščiąja eiga- 1

X galo variklis- 1

Z variklio laikiklis- 2

Diržo spaustukas- 4

Diržo spaustuko veržlės laikiklis- 2

Strypo spaustukas- 8

Strypo spaustukas- 2

Y variklio laikiklis- 1

Y įvorė- 4

„Endstop“laikiklis-3

Kiti:

1,5 cm vinilo vamzdžiai, 6,35 mm skersmens 4,32 mm ID (iš viso 3 cm)- 2

225x225x6mm fanera- 1 (lovos šildymui)

MK1/MK2 šildymo lova- 1 (rekomenduojama 200x200 mm)

NEMA17 žingsniniai varikliai- 5

4 colių užtrauktukai- 50

Mikroprocesorius ir kodas

Kurdami mikroprocesoriaus kodą, mūsų komanda atnaujins šį dokumentą

*aukščiau pateiktą tiekimo sąrašą rekomendavo rep rap, bet bus visiškai patikrintas šiai iteracijai, kai baigsime spausdintuvą*

1 žingsnis: rėmo kūrimas

Pirmasis žingsnis kuriant 3D spausdintuvą yra jo rėmo surinkimas, kurį sudaro du lygūs trikampiai, sujungti papildomais strypais, einančiais vertikaliai. Mūsų grupei pasisekė mūsų miestelyje rasti jau sukonstruotą rėmą, kurį vėliau pakeitėme į tikslią Prusa Mendel 2-osios kartos kopiją, pakeisdami spaustukus, laikančius kartu juostą statmenai y ašiai ir lygius strypus. naudojamas x ašiai. Tiems, kurie stato rėmą, apsilankykite „Rep Rap“svetainėje*, kurioje yra specialus skyrius, kuriame pateikiamos išsamios instrukcijos, kaip sukonstruoti rėmo konstrukciją, kad ji būtų tobula, ir reikalingos statybai medžiagos (įtrauktos į mūsų bendrus skaičiavimus). Viršuje yra keletas nuotraukų su tam tikrais spausdintais rėmo elementais ir konstrukcija, taip pat mūsų rėmu, kol jis buvo modifikuotas, kad atitiktų „Rep Raps“versiją.

*Mūsų grupė manė, kad šis šaltinis suteikė geresnės informacijos apie rėmo konstrukciją, tada mes galėjome, nes patys nesukūrėme šio spausdintuvo aspekto. Labai apgailestaujame, kad negalėjome pridėti savo asmeninio požiūrio į šį žingsnį, tačiau manome, kad apribosime statybininkus ir įskaudinsime juos galimai netikslia mūsų pateikta informacija. Šia svetaine galima labai pasitikėti ir ji buvo puiki nuoroda mūsų pastatuose.

2 žingsnis: sukurkite X ašį

Medžiagos:

Spausdintas X galas tuščiąja eiga

Spausdintas X galo variklis

2 420 mm lygūs strypai

3 M3x10 varžtai

1 608 guolis

2 M8x30 sparno/purvo apsaugos poveržlės

1 50 mm M8 srieginis strypas

2 M8 riešutų

3 M8 poveržlės

3 LM8UU linijiniai guoliai

Instrukcijos

-Išgręžkite x-end-laisvosios eigos ir x-galinio variklio dalių centrinę skylę iki 8 mm ir išgręžkite 4 skyles, kuriose bus įkišti lygūs strypai (jei reikia, padarykite failą, kad įsitikintumėte, jog jie tvirtai priglunda prie skylės)

-Padėkite „x-end“variklį kairėje, o „x“-tuščiąja eiga dešinėje, šešiakampės dalys nukreiptos viena į kitą. Įstumkite lygius strypus į tuščiąja eiga.

-Dabar pažvelkite į savo x vežimėlio apačią ir pažiūrėkite, kurioje pusėje yra dviejų linijinių guolių lizdai, o kurioje -tik vienas lizdas. Turėdami tai omenyje, nustatykite, kuri pusė bus priekinė, o kuri - užpakalinė, ir stumkite reikiamą kiekį tiesinių guolių ant kiekvieno strypo (1 vienam, 2 kitam) pagal savo pageidavimus.

-Prijunkite „x-end“variklį prie savo strypo sąrankos ir įsitikinkite, kad strypai eina kiek įmanoma atgal (galimybė visiškai gręžti, kad būtų lengviau sureguliuoti ir pritvirtinti, tik reikia papildomų veržlių, kad būtų užtikrinta)

Aukščiau esančiose nuotraukose pavaizduoti du šios surinkimo dalys ir dabartinė mūsų komandos pažanga x ašyje. Nors mūsų grupė dar nepasiekė šio taško, x ašis nėra visiškai surinkta, kol 50 mm sriegio strypas nėra uždėtas ant x galo laisvosios eigos ir pritvirtintas guolis ekstruzijos diržui. Norėdami gauti daugiau informacijos, naudokite apačioje susietą rep rep šaltinį, ir mes planuojame toliau atnaujinti kūrimo procesą, kai turėsime prieigą prie išteklių.

3 žingsnis: pastatykite šildymo lovą

Medžiagos:

225x225x6mm fanera- 1 (lovos šildymui)

MK1/MK2 šildymo lova- 1 (rekomenduojama 200x200 mm)

#10 x 1 "plokščios galvutės" Phillips "lakštinio metalo varžtai- 4

Spausdintos Y įvorės- 4

Instrukcijos:

- Uždėkite Y įvorę (nukreipta į viršų) ant faneros gabalo ir įsitikinkite, kad abu rinkiniai abiejose pusėse yra 140 mm atstumu vienas nuo kito (matuojamas tiksliai nuo vidurio) ir kad atstumai nuo kairės ir dešinės pusės yra vienodi

-Visos įvorės ir jų strypų kanalai eis/atsuks vienodai, kad plokštė galėtų sklandžiai važiuoti išilgai y ašies strypų

-Užfiksuokite fanerą ir atsargiai naudokite varžtus*, kad pritvirtintumėte y įvorius, padėkite jas kuo arčiau priekinės ir galinės pusės, nesulaužydami medienos, nes tada jie netrukdys šildymo lovai.

-Jei varžtai išsikiša į viršų iš faneros, galite naudoti rankinį pjūklą su besisukančiu ašmeniu, kad nupjautumėte metalo perteklių, nes tai gali būti pavojinga ir apriboti spausdintuvo funkcijas

- Pakartotinai svarbi informacija įvorėms: visos jos turi būti nukreiptos vienodai, o atstumas nuo priekinės ir galinės faneros pusių neturi reikšmės tik kairėje ir dešinėje bei atstumas tarp įvorių (taip pat eina iš kairės į teisingai)

-Išmatuokite šildymo lovą trečdaliais dviejuose priešinguose lovos kraštuose (kairėje ir dešinėje arba priekyje ir gale) ir išgręžkite dvi 8 mm skylutes ties linijomis (jei naudojate rekomenduojamą 200x200 mm, gręžkite apie 7 cm nuo kiekvienos pusės ir kuo arčiau kraštas kaip įmanoma)- kaip parodyta vienoje iš aukščiau pateiktų nuotraukų

-Atimkite šildymo lovos ilgio skirtumą nuo faneros, padalykite ją iš dviejų ir išmatuokite iš kiekvienos faneros pusės tokiu skaičiumi, kad jūsų šildymo lova būtų idealiai medžio viduryje. (žymėjimas naudojant tuos metodus taip pat matomas vienoje iš aukščiau pateiktų nuotraukų

-Priveržkite lovą ir medieną kartu, taip pat pritvirtindami prie parduodamo paviršiaus, ir užsukite naudodami 4 plokščius „Phillips“lakštinio metalo varžtus

*Mūsų komanda nežino konkretaus dydžio ir tipo varžtų, kurie buvo naudojami tvirtinant y įvores prie faneros, tačiau kai tik grįšime į gamintojo vietą ir turėsime prieigą prie spausdintuvo, išsiaiškinsime tipą atsukite ir atnaujinkite puslapį. Labai ačiū už supratingumą

4 žingsnis: sukurkite Y ašį

Medžiagos:

Surinkta šildymo lova (nuo paskutinio žingsnio)

Surinktas rėmas

Spausdinti diržo spaustukai-2

840 mm × 5 mm T5 žingsnio paskirstymo diržas

NEMA17 žingsniniai varikliai-1

16 dantų skriemuliai, pritaikyti GT2 diržams- 1

4 colių užtrauktukai- 4

Instrukcijos:

-Surinkite surinktą šildymo lovą, diržo spaustuką ir 2 varžtus, kurie tilptų į diržo gnybtų skyles*. Apverskite šildymo lovą ir, naudodami liniuotę, išmatuokite ir uždėkite diržo spaustuką viduryje priekinėje faneros pusėje/krašte (padėkite kuo arčiau krašto). Dabar įstumkite vieną 840 mm diržo kraštą į diržo angą dantimis į viršų. Pritvirtinkite diržą varžtais.

- Įsitikinę, kad du lygūs strypai yra 140 mm atstumu vienas nuo kito (kaip parodyta paveikslėlyje aukščiau), apverskite šildymo lovą į dešinę pusę ir užfiksuokite šildomos lovos y įvorius ant strypų.

-Jei su tvirtinimu kyla problemų dėl skirtingo strypų atstumo, galite pakoreguoti jų išdėstymą, atlaisvindami veržles ir stumdami strypų gnybtus ant srieginių strypų, prie kurių pritvirtinti y ašies strypai.

- Kai šildymo lova gali sklandžiai slysti išilgai strypų, apverskite spausdintuvą į šoną. Tada ant kiekvienos įvorės užtraukite užtrauktuką per mažą perėjimą ant kiekvienos atspausdintos įvorės ir aplink strypą, prie kurio jis pritvirtintas, tada traukite, kol tvirtai

- Dabar, kai jūsų lova yra apsaugota, galime apversti spausdintuvą į įprastą padėtį ir laikinai pritvirtinti y ašies žingsninį variklį (tai yra tolimiausias mūsų komandos žingsnis atliekant šį konkretų veiksmą). Įstumkite žingsninį variklį į y variklio laikiklį ir prireikus priveržkite 16 dantų diržo skriemulį.

- Dabar, kai įsitikinsite, kad Y ašies diržo guoliai yra idealiai išdėstyti, apvyniokite prie šildymo lovos pritvirtintą diržą aplink pirmąjį guolį ir skriemulį, pritvirtintą prie variklio. Tada stipriai traukite jį po šildymo lova ir apvyniokite aplink antrąjį guolį, įsitikindami, kad abiejuose guoliuose diržo dantyta pusė liečia guolį ir kad dantys puikiai dera prie variklio skriemulio.

- Patogumui stumkite lovą iki pat diržo sistemos variklio galo. Dabar, kaip ir anksčiau, išmatuokite ir uždėkite diržo spaustuką viduryje faneros gale, kuo arčiau krašto. Tvirtai patraukite diržo kraštą ir užfiksuokite jį (jei reikia, nupjaukite perteklių). Dabar lova turėtų slysti mažai jėgos, bet taip pat gerai pritvirtinta.

*Mūsų komanda nežino konkretaus dydžio ir tipo varžtų, kurie buvo naudojami diržo spaustukams pritvirtinti prie faneros, tačiau kai tik grįšime į gamintojo vietą ir turėsime prieigą prie spausdintuvo, išsiaiškinsime, kokio tipo užsukite ir atnaujinkite puslapį. Labai ačiū už supratingumą

5 žingsnis: pirmyn…

Mūsų pastato procesas buvo sutrumpintas dėl neseniai kilusios pandemijos, tačiau kai tik turėsime prieigą prie savo projekto ir medžiagų, planuojame užbaigti spausdintuvą ir atiduoti jį Austin River City Rec'cers. Be to, prieš pasiekdami savo tikslą dar turime daug ką užbaigti, todėl žemiau pateikiamas sąrašas, ką dar reikia padaryti.

-Pritvirtinkite vertikalias rėmo dalis prie variklio laikiklių ir prie kiekvieno strypo galo, einančio statmenai y ašiai (naudokite strypų spaustukus)

-Baigti X ašies surinkimą: planuojame pritvirtinti ekstruzinio diržo guolį, tada turime pritvirtinti žingsninį variklį ir ekstruderį, kurį mums pateikė vienas iš mūsų kūrėjų mentorių (neprivaloma: įtraukite ekstruderio ventiliatorių kaitinimo siūlams)

-Išsiaiškinkite būdą, kaip saugiai pritvirtinti gijas (pasirinktys: dizainas ir spausdinimo ratas, kuris gali būti įtemptas arba pritvirtintas prie rėmo)

-Pilna Z ašis: prie dviejų z ašių variklių su jungtimis ir vinilo vamzdeliais turime pritvirtinti 210 mm srieginius strypus

- Pritvirtinkite galinius stabdžių laikiklius/ galinius stabdžius prie kiekvienos ašies (po 1)

- Saugus spausdintuvo roboto mikroprocesorius su užtrauktukais prie vieno rėmo paviršiaus

-Programavimas: prijunkite visus galinius stabdiklius, žingsninius variklius ir šildytuvo lovą prie spausdintuvo roboto mikroprocesoriaus. Raskite esamą 2 -osios iteracijos kodą (kaip šaltinį naudokite rep rap) ir, jei reikia, pakeiskite

Atsiprašome už nebaigto projekto sukeltus nepatogumus, tačiau tikimės, kad vasaros mėnesiais tęsime darbą ir pažadame atnaujinti šią svetainę, kai patobulinsime/ užbaigsime spausdintuvą.

6 žingsnis: šaltiniai

Mūsų komanda laikėsi kūrimo proceso ir medžiagų sąrašo, kurį pateikė „Rep Rap“svetainė. Juose pateikiamos išsamios instrukcijos apie kiekvieną šio „Prusa“spausdintuvo kartojimo aspektą, o jų svetainę labai lengva sekti. Toliau pateikiamos nuorodos į pagrindinį svetainės puslapį, bet taip pat ir pagrindiniai puslapiai, kuriuose pateikiama informacija apie surinkimą, reikmenis ir kt.

3D spausdintuvo failai (mes naudojome failus, esančius skirtuke „metric-prusa“)

Repas „Medžiagų sąskaita“

Rep Rap spausdintuvo surinkimas

Mūsų komanda taip pat norėtų įtraukti nuorodą į Austin River City Rec'cers svetainę (organizaciją, kurios tikslas buvo padėti su mūsų produktu), kad sužinotume daugiau apie komandos tikslą ir žaidėjus. Čia taip pat galite paaukoti, kad padėtumėte komandai padengti metines išlaidas, nes bet koks indėlis yra labai reikalingas ir vertinamas.