پرینتر سه بعدی پروتز کلاه: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

بررسی اجمالی

در دنیای ورزش ، ورزشکاران دارای معلولیت از نیازهای عملکردی خود غافل می شوند. بسیاری از آنها به تجهیزات تخصصی برای اطمینان از راحتی و حداکثر عملکرد در حین انجام ورزش هایی که دوست دارند نیاز دارند. تیم بسکتبال پارالمپیک محلی ، The Austin River City Rec'cers ، دارای اعضای تیم بسیاری است که از مشکلات جسمی مانند آسیب نخاعی ، قطع عضو ، بیماری های عضلانی و سکته رنج می برند. به دلیل کمبود تجهیزات ساخته شده برای کمک به چنین ورزشکاری ، تیم ما تصمیم گرفت بر روی یک فرد قطع عضو خاص روی تیمی که دست خود را از دست داده تمرکز کند. بازیکن برای محافظت از اندام باقی مانده خود را با نوار چسب پوشانده است ، اما این راه حل قابل استفاده مجدد نیست ، هدر می رود و در مقایسه با سایر محلولهای قطع عضو من در دنیای ورزش ، از راه حل های دیگر استفاده نمی کند.

طوفان فکری

تیم ما به این مشکل کشیده شد زیرا ما ارتباطات شخصی با Recincers شهر آستین ریور داریم و مشتاق کمک به سازمانی هستیم که کاملاً از آن حمایت می کنیم. یکی از اعضای تیم ما پدر و مادری دارد که برای تیم بازی می کند و خود او در کارهای داوطلبانه اش برای غیرانتفاعی بسیار تأثیرگذار بوده است ، وب سایت خود را راه اندازی کرده و بسیاری از بازی های مسابقات خود را اجرا کرده است. بازیکنان خانواده او شده اند و با مشارکت او او شاهد یک مشکل بزرگ بوده است که مصمم بود با منابع ارائه شده در طول سنگ بنای آن حل کند. پس از ارائه ایده به سایر اعضای تیم و دریافت راهنمایی از مربیان ما ، یک کارگاه 6-3-5 را با همسالان خود برای ایده هایی در مورد نحوه بهبود محصول و منابع مختلف مورد استفاده خود که به آن فکر نمی کردیم ، تکمیل کردیم. از هنوز سپس یک بسته تحقیق و طراحی را تکمیل کردیم تا اثربخشی پروژه پیشنهادی ما را در دسته های زیر رتبه بندی کنیم: اتوماسیون ، برق ، مکانیک ، سازه ، و اشتیاق. با نگاهی دوباره به این منابع و بازتاب ارتباطی که با سازمان داشتیم ، تصمیم گرفتیم با ایده اصلی خود برای ورزشکاران پیش برویم.

راه حل ما

ما ایده ساخت یک چاپگر سه بعدی را که برای ورزشکاران از رشته های TPU چاپ می کند ، که انعطاف پذیرتر و با دوام تر از رشته معمولی PLA است ، فرموله کردیم. هدف ما برنامه ریزی و ساخت محصولی بود که در آن چاپگر به طور خودکار یک آستین محافظ چاپ می کرد که می تواند با اندازه های مختلف سفارشی شود تا کاملا مناسب ورزشکار باشد. هدف ما برنامه ریزی یک ریزپردازنده (Printerbot) بود که سیستم های حرکتی مختلف را کنترل می کرد و توسط سنسورهای پایان توقف به عنوان احتیاط ایمنی هنگام چاپ تنظیم می شد. با توجه به هزینه های محدود ما و توانایی استفاده از قطعات چاپگرهای موجود ، پروژه ما زیر بودجه 200 تا 300 دلار باقی ماند و با ارائه یک راه حل موثر و مناسب که به راحتی در سراسر جهان پارالمپیک توزیع می شود ، خواسته های مشتری را برآورده کرد.

تدارکات

اتصال دهنده ها / پیچ ها

M8 Nut-100

M8 واشر- 100 (سفارش 2)

پیچ M3x20- 50 (سفارش 2)

M3 مهره- 50

M3x10 Bolt- 6 (لینک یک بسته 50 تایی است)

پیچ M3x8 (معروف به مجموعه) پیچ 2

پیچ های فلزی ورق فیلیپس #10 * 1 - 4 (بسته 100 عددی)

بلبرینگ

608 غلتک اسکیت- 3 تا 4

بلبرینگ خطی LM8UU- 10 تا 11 (سفارش 2)

میله های نخ دار

370 میلی متر 8 میلی متر- 6

300 میلی متر 8 میلی متر- 4

450 میلی متر 8 میلی متر- 3

210 میلی متر 8 میلی متر- 2

50 میلی متر 8 میلی متر -1

5 متر بخرید و مطابق آن برش دهید

میله های صاف

350 میلی متر 8 میلی متر- 2 (سفارش 2)

405 میلی متر 8 میلی متر- 2 (سفارش 2 و برش 1 میلی متر)

420 میلی متر 8 میلی متر- 2 (قطع 80 میلی متر)

کمربندها

کمربند دندانه دار 840 میلی متری GT2- 1

کمربند دندانه دار 900 میلی متری GT2- 1

قرقره 16 دندانه متناسب با کمربندهای GT2- 2

در اینجا پیوندی به کیت کمربند در آمازون وجود دارد (بر این اساس برش دهید)

فایل های پرینتر سه بعدی

راس قاب با پا- 4

راس قاب بدون پا- 2

اتصال- 4 (دو بار چاپ)

کالسکه X- 1

X پایان بیکار- 1

موتور انتهایی X- 1

سوار موتور Z- 2

گیره کمربند- 4

نگهدارنده مهره گیره کمربند- 2

گیره میله- 8

گیره میله- 2

براکت موتور Y- 1

بوش Y- 4

نگهدارنده پایانه -3

دیگر:

لوله وینیل 1.5 سانتی متر ، شناسه 6.35 میلی متر OD 4.32 میلی متر (مجموع 3 سانتی متر)- 2

تخته سه لا 225x225x6mm- 1 (برای گرم کردن تخت)

تخت گرمایش MK1/MK2- 1 (200x200 میلی متر توصیه می شود)

موتورهای پله ای NEMA17- 5

بندهای 4 اینچی- 50

ریزپردازنده و کد

تیم ما این سند را با ایجاد کد برای ریزپردازنده خود به روز می کند

*لیست عرضه بالا توسط rep rap توصیه شده است اما پس از اتمام چاپگر برای این تکرار کاملاً تأیید می شود*

مرحله 1: ساختن قاب

اولین قدم برای ساخت چاپگر سه بعدی ، جمع آوری قاب آن است که از دو مثلث میله ای صاف تشکیل شده است که توسط میله های اضافی در حال حرکت عمودی به هم متصل می شوند. گروه ما به اندازه کافی خوش شانس بود که یک قاب از قبل ساخته شده در محوطه دانشگاه ما پیدا کرد ، که ما آن را به عنوان یک کپی دقیق از Prusa Mendel Iteration 2 با تغییر دادن گیره هایی که میله را عمود بر محور y و میله های صاف در کنار هم نگه داشته بود ، تغییر داد. برای محور x استفاده می شود. برای کسانی که خود قاب را می سازند ، لطفاً به وب سایت Rep Rap* که دارای بخش خاصی است دستورالعمل های مفصل در مورد نحوه ساخت ساختار قاب به طوری که کامل است و مواد لازم برای ساخت (در کل محاسبات ما موجود است) مراجعه کنید. در بالا تعدادی عکس با قطعات چاپ شده خاصی از قاب و ساختار ، و همچنین قاب ما قبل از تغییر در متن Rep Raps ، آمده است.

*گروه ما احساس می کرد که این منبع اطلاعات بهتری در مورد ساختار فریم در اختیار ما قرار می دهد ، زیرا ما خودمان این جنبه از چاپگر را ایجاد نکرده بودیم. ما عمیقا متأسفیم که نتوانستیم دیدگاه شخصی خود را در این مرحله اضافه کنیم ، با این حال احساس می کنیم که با محدود کردن اطلاعات سازندگان و آسیب رساندن به آنها با اطلاعات نادرست احتمالی که توسط ما ارائه شده است ، آسیب می بینیم. می توان به این سایت عمیقاً اعتماد کرد و در تمام تلاش های ساختمان ما مرجع بزرگی بود.

مرحله 2: ساختن محور X

مواد:

چاپ X end Idler

چاپ موتور X پایان

2 میله صاف 420 میلی متری

3 پیچ M3x10

1 608 بلبرینگ

2 واشر گلگیر M8x30/گلگیر

1 میله 50 میلی متری رزوه دار M8

2 عدد آجیل M8

3 واشر M8

3 بلبرینگ خطی LM8UU

دستورالعمل ها

-سوراخ مرکزی قطعات x-end-idler و x-end-motor را تا 8 میلی متر سوراخ کنید و 4 سوراخ را که میله های صاف در آن قرار می گیرند ، سوراخ کنید (در صورت نیاز برای اطمینان از اینکه آنها محکم در سوراخ قرار می گیرند)

-موتور x-end را در سمت چپ و x-end را در سمت راست با "بخش های شش ضلعی" آنها رو به روی هم قرار دهید. میله های صاف را به داخل بیکار بکشید.

-حالا به پایین کالسکه x خود نگاه کنید و ببینید کدام طرف دارای شکاف هایی برای دو بلبرینگ خطی است و کدام یک فقط یک شکاف دارد. با توجه به این نکته ، تعیین کنید که کدام طرف جلو و کدام طرف عقب خواهد بود ، و مقدار مناسب بلبرینگ های خطی را بر روی هر میله (1 برای یکی ، 2 برای طرف دیگر) بر اساس ترجیح خود بکشید.

-موتور x-end را به تنظیم میله خود وصل کنید و مطمئن شوید که میله ها تا آنجا که لازم است به عقب بروند (گزینه ای برای حفاری کامل به طوری که تنظیم و چسبندگی آسانتر است ، فقط کافی است مهره های اضافی را محکم کنید)

عکسهای بالا دو قطعه چاپ شده برای این مجموعه و پیشرفت فعلی تیم ما در محور x را نشان می دهد. اگرچه گروه ما هنوز به این نقطه نرسیده است ، محور x به طور کامل مونتاژ نمی شود تا زمانیکه میله رزوه ای 50 میلی متری بر روی خلأ انتهای x قرار نگیرد و بلبرینگ برای کمربند اکسترودر متصل شود. برای اطلاعات بیشتر از منبع rep rep که در پایین پیوند خورده است استفاده کنید ، و ما قصد داریم به محض دسترسی به منابع ، روند به روز رسانی ساختمان را ادامه دهیم.

مرحله 3: ساخت تخت گرمایی

مواد:

تخته سه لا 225x225x6mm- 1 (برای گرم کردن تخت)

تخت گرمایش MK1/MK2- 1 (200x200 میلی متر توصیه می شود)

پیچ های فلزی ورق فیلیپس #10 * 1 - 4

چاپ شده Y Bushings- 4

دستورالعمل ها:

- بوش های Y (رو به بالا) را روی تخته سه لا قرار دهید و مطمئن شوید که دو ست در هر طرف 140 میلی متر از یکدیگر (از وسط دقیق اندازه گیری کنید) و فاصله آنها از طرف چپ و راست برابر است

-تمام بوش ها و کانال های میله ای آنها به صورت یکسان اجرا می شوند/رو به رو هستند تا صفحه بتواند در طول میله های محور y به آرامی حرکت کند

-تخته سه لا را محکم کرده و از پیچ* برای اتصال بوش های y استفاده کنید و آنها را تا آنجا که ممکن است به طرف جلو و عقب نزدیک کنید بدون این که چوب ترک بخورد زیرا در تخت گرمکن تداخلی ایجاد نمی کند.

اگر پیچ ها از تخته سه لا به بالا بیرون زده اند ، می توانید از اره دستی با تیغه چرخان برای برش فلز اضافی استفاده کنید زیرا می تواند خطرناک باشد و عملکرد چاپگر را محدود می کند

- اطلاعات مهم مکرر برای بوش ها: همه آنها باید یکطرفه باشند ، و فاصله آنها از طرف جلو و عقب تخته سه لا مهم نیست فقط چپ و راست و فاصله بین بوش ها (همچنین از چپ تا درست)

-تخت گرمایشان را در دو لبه متقابل تخت (چپ و راست یا جلو و عقب) به یک سوم بسپارید و دو سوراخ 8 میلی متری در خطوط ایجاد کنید (در صورت استفاده از 200x200 میلی متر توصیه شده ، حدود 7 سانتی متر از هر طرف و نزدیک به لبه تا حد ممکن)- همانطور که در یکی از عکسهای بالا نشان داده شده است

-تفاوت طول تخت گرم کننده را به تخته سه لا کاهش دهید ، آن را به دو قسمت تقسیم کنید و از هر طرف تخته سه لا با آن عدد اندازه بگیرید تا تخت گرمکن شما کاملاً در وسط چوب قرار گیرد. (علامت گذاری با استفاده از آن روشها نیز در یکی از عکسهای بالا دیده می شود

-تخت و چوب را در حالی که آن را به سطح فروخته شده محکم می کنید ، محکم کنید و با استفاده از 4 پیچ فلزی ورق فیلیپس Flathead پیچ را پیچ کنید

*تیم ما اندازه و نوع خاصی از پیچ را که برای محکم کردن y-bushings روی تخته سه لا استفاده شده است نمی داند ، اما به محض بازگشت به فضای تولید کننده و دسترسی به چاپگر ، نوع آن را مشخص می کنیم. پیچ کنید و صفحه را به روز کنید. از درک شما بسیار متشکرم

مرحله 4: ساختن محور Y

مواد:

تخت گرمکن مونتاژ شده (از آخرین مرحله)

قاب مونتاژ شده

گیره کمربند چاپ شده -2

تسمه تایم 840mm × 5mm T5

موتورهای پله ای NEMA17-1

قرقره 16 دندانه متناسب با کمربندهای GT2- 1

بندهای 4 اینچی- 4

دستورالعمل ها:

-تخت گرمایش ، گیره کمربند و 2 پیچ را که در سوراخ های بست کمربند قرار می گیرند جمع کنید*. تخت گرمکن را برعکس کنید و با استفاده از خط کش ، گیره کمربند را در وسط در قسمت جلویی/لبه تخته سه لا قرار دهید (تا آنجا که ممکن است نزدیک لبه قرار دهید). حالا یک لبه کمربند 840 میلیمتری را با شکاف کمربند به سمت بالا بکشید. تسمه را با پیچ محکم کنید.

- پس از اطمینان از فاصله دو میله صاف 140 میلی متر از یکدیگر (همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است) ، تخت گرم کننده را به سمت راست آن بچرخانید و بوش های y تخت گرم شده را روی میله ها بچسبانید.

-اگر به دلیل تفاوت فواصل در میله ها مشکلی در اتصال وجود دارد ، می توانید با شل کردن مهره ها و جابجایی بست های میله ای روی میله های رزوه ای که میله های محور y به آنها متصل شده اند ، محل اتصال آنها را تنظیم کنید.

- هنگامی که تخت گرمکن می تواند به آرامی در امتداد میله ها حرکت کند ، چاپگر را به طرف آن بچرخانید. سپس بر روی هر بوش ، یک زیپ کراوات از طریق گذرگاه کوچک روی هر بوش چاپ شده و دور میله ای که به آن چسبیده است بکشید ، سپس بکشید تا محکم شود

- اکنون که تخت شما ایمن شده است ، می توانیم چاپگر را به حالت عادی برگردانیم و موتور پله محور y را موقتاً ایمن کنیم (این دورترین فاصله تیم ما در این مرحله خاص است). موتور پله ای را داخل براکت موتور y بکشید و در صورت نیاز قرقره کمربند 16 دندانی را محکم ببندید.

- حالا وقتی مطمئن شدید که یاتاقان های کمربند شما برای محور y کاملاً تراز شده اند ، کمربند متصل به بستر گرمایی را هم در اطراف بلبرینگ اول و هم در قرقره متصل به موتور بپیچید. سپس آن را محکم زیر تخت گرمکن بکشید و دور یاتاقان دوم بپیچید و مطمئن شوید که در هر دو بلبرینگ طرف دندانه دار کمربند به بلبرینگ برخورد کرده و دندان ها کاملاً در قرقره موتور قرار می گیرند.

- برای راحتی ، تخت را تا انتهای موتور سیستم تسمه بکشید. حالا همانطور که قبلاً انجام دادید ، گیره کمربند را در وسط و در پشت تخته سه لا قرار دهید و تا آنجا که ممکن است به لبه نزدیک کنید. لبه کمربند را محکم بکشید و آن را در جای خود محکم کنید (در صورت نیاز هرگونه اضافی را قطع کنید). در حال حاضر تخت باید با نیروی کمی بلغزد و در عین حال به خوبی محکم شده باشد.

*تیم ما اندازه و نوع خاصی از پیچ را که برای محکم بستن تسمه به تخته سه لا استفاده شده است نمی داند ، اما به محض بازگشت به فضای سازنده و دسترسی به چاپگر ، نوع بوته را مشخص می کنیم. پیچ کنید و صفحه را به روز کنید. از درک شما بسیار متشکرم

مرحله 5: جلو رفتن…

روند ساختمان سازی ما به دلیل همه گیری اخیر کوتاه شد ، اما به محض دسترسی به پروژه و مصالح خود ، برنامه داریم چاپگر را تکمیل کرده و آن را در اختیار گیرندگان شهر آستین ریور قرار دهیم. گفته می شود ، ما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن قبل از رسیدن به هدف خود داریم ، بنابراین در زیر لیستی از آنچه هنوز باید انجام شود آورده شده است.

-قطعات قاب عمودی را به نگهدارنده های موتور و در هر انتهای میله که عمود بر محور y هستند وصل کنید (از گیره های میله ای استفاده کنید)

-نصب مونتاژ محور X: ما برای ایمن سازی بلبرینگ برای کمربند اکسترودر برنامه ریزی می کنیم ، سپس باید موتور پله ای و اکسترودر را که یکی از مربیان سازنده ما به ما ارائه داده است ، وصل کنیم (اختیاری: شامل فن اکسترودر برای رشته)

-راهی برای ایمن سازی فیلامنت به روش ایمن (گزینه ها: طراحی و چرخ چاپ که می تواند کشش را در خود جا دهد یا از قاب خارج شود)

-محور Z کامل: ما باید میله های رزوه ای 210 میلی متری را به دو موتور محور z با اتصال و لوله وینیل متصل کنیم

- نگهدارنده های انتهایی/ ایستگاه های انتهایی را به هر محور وصل کنید (هر کدام 1 عدد)

- ایمن ریزپردازنده printerbot با اتصال زیپ به یک صورت از قاب

-برنامه ریزی: تمام ایستگاه های پایانی ، موتورهای پله ای و تخت بخاری را به ریزپردازنده چاپگر متصل کنید. کد موجود برای prusa iteration 2 را پیدا کنید (از rep rap به عنوان منبع استفاده کنید) و در صورت لزوم اصلاح کنید

ما از ناراحتی پروژه ناتمام خود متأسفیم ، با این حال امیدواریم در ماه های تابستان به کار بر روی آن ادامه دهیم و قول می دهیم با بهبود/ تکمیل چاپگر ، این سایت را به روز کنیم.

مرحله ششم: منابع

تیم ما روند ساخت و لیست مواد ارائه شده توسط وب سایت Rep Rap را دنبال کرد. آنها دستورالعمل های مفصلی را در مورد همه جنبه های این چاپگر Prusa ارائه می دهند و پیگیری سایت آنها بسیار آسان است. گفته می شود ، در زیر پیوندهایی به صفحه اصلی سایت و همچنین صفحات کلیدی برای اطلاعات در مورد مونتاژ ، لوازم و غیره آمده است.

فایلهای چاپگر سه بعدی (ما از فایلهای زیر برگه metric-prusa استفاده کردیم)

Rep Rap "Bill of Materials"

مونتاژ چاپگر Rep Rap

تیم ما همچنین می خواهد پیوندی به وب سایت Austin River City Rec'cers (سازمانی که هدف ما کمک به محصول ما بود) قرار دهد تا اطلاعات بیشتری در مورد هدف و بازیکنان تیم کسب کند. شما همچنین می توانید در اینجا برای کمک به تیم در هزینه های سالانه خود اهدا کنید زیرا هر گونه کمک هم بسیار مورد نیاز است و هم قدردانی می شود.