3D принтер Prosthetic Cap: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Общ преглед

В света на спорта спортистите с увреждания се пренебрегват с техните нужди от представяне. Много от тях изискват специално оборудване, за да осигурят комфорт и върхови резултати, докато играят спортовете, които обичат. Местният параолимпийски баскетболен отбор, The Austin River City Rec'cers, има много членове на екипа, които страдат от физически трудности, като травми на гръбначния мозък, ампутации, мускулни заболявания и инсулти. Поради липсата на оборудване, направено в помощ на такъв спортист, нашият екип реши да се съсредоточи върху конкретен ампутиран от отбора, който загуби ръката си. Играчът покрива оцелелия си крайник с тиксо за защита, но това решение е за многократна употреба, разточително и по-малко ефективно от други решения, използвани от моите колеги ампутирани в света на атлетиката.

Мозъчна атака

Нашият екип беше привлечен от този проблем, тъй като имаме лични връзки с репортерите на град Остин Ривър и бяха страстни да помогнем на организация, която изцяло подкрепяме. Един от членовете на нашия екип има родител, който играе за отбора, а самата тя е била изключително влиятелна с доброволческата си работа за организации с нестопанска цел, създавайки уебсайта си и провеждайки много от техните турнирни игри. Играчите се превърнаха в нейно семейство и чрез нейното участие тя стана свидетел на голям проблем, който беше решена да реши с ресурсите, предоставени по време на Cornerstone. След като представихме идеята на другия й член на екипа и получихме информация от нашите създатели-ментори, завършихме 6-3-5 семинар с нашите връстници за идеи как да подобрим нашия продукт и различни ресурси, които бихме могли да използваме, за които не сме мислили на още. След това продължихме да завършваме пакет от изследвания и проектиране, за да оценим ефективността на предложения проект в следните категории: Автоматизация, Електрически, Механични, Структурни и Страстни. Поглеждайки назад към тези ресурси и размишлявайки за връзката, която имахме с организацията, решихме да продължим с първоначалната си идея за спортистите.

Нашето решение

Ние формулирахме идеята за изграждане на 3D принтер, който да отпечатва капачки за спортисти от нишка TPU, която е по -гъвкава и издръжлива от често използваната PLA нишка. Нашата цел беше да програмираме и конструираме продукт, където принтерът автоматично да отпечата защитна втулка, която може да бъде персонализирана с различни размери, за да пасне перфектно на спортиста. Имахме за цел да програмираме микропроцесор (Printerbot), който да управлява различни двигателни системи и да се регулира от сензори за крайно спиране като предпазна мярка по време на печат. Поради ограничените ни разходи и възможността да използваме части от съществуващи принтери, нашият проект остана под бюджета от 200 до 300 долара и отговори на изискванията на нашия клиент, като предостави ефективно и удобно решение, което лесно може да бъде разпространено в целия параолимпийски свят.

Консумативи

Закопчалки / Винтове

М8 гайка- 100

Шайба M8- 100 (поръчка 2)

Болт M3x20- 50 (поръчка 2)

М3 гайка- 50

Болт M3x10- 6 (връзката е пакет от 50)

M3x8 винт (известен още като комплект)- 2

#10 x 1 Phillips винтове с плоска глава- 4 (пакет от 100)

Лагери

608 ролкови лагери- 3 до 4

LM8UU линейни лагери- 10 до 11 (поръчка 2)

Резбовани пръти

370 мм 8 мм- 6

300 мм 8 мм- 4

450 мм 8 мм- 3

210 мм 8 мм- 2

50 мм 8 мм-1

Купете 5 метра и отрежете съответно

Гладки пръти

350 мм 8 мм- 2 (поръчка 2)

405 мм 8 мм- 2 (поръчайте 2 и изрежете 1 мм)

420 мм 8 мм- 2 (отрязани 80 мм)

Колани

840 мм GT2 зъбен ремък- 1

900 мм GT2 зъбен ремък- 1

16-зъбни ролки за монтаж на GT2 колани- 2

Ето линк към комплект за колани в amazon (изрежете съответно)

Файлове за 3D принтер

Рамков връх с крак- 4

Рамка върха без крак- 2

Съединител- 4 (печат два пъти)

Х каретка- 1

X краен празен ход- 1

X краен двигател- 1

Z монтиране на мотор- 2

Скоба за колана- 4

Държач за гайка със скоба за колана- 2

Скоба за шина- 8

Скоба на пръта- 2

Y конзола на двигателя- 1

Y втулка- 4

Стойка за краен ограничител-3

Други:

1.5 см винилови тръби, 6.35 мм OD 4.32 мм ID (общо 3 см)- 2

225x225x6 мм шперплат- 1 (за отоплително легло)

Отоплително легло MK1/MK2- 1 (препоръчително 200x200 мм)

Стъпкови двигатели NEMA17- 5

4 инчови ципове- 50

Микропроцесор и код

Нашият екип ще актуализира този документ, докато разработваме кода за нашия микропроцесор

*списъкът с доставки по -горе е препоръчан от rep rap, но ще бъде напълно проверен за тази итерация, след като приключим с принтера*

Стъпка 1: Изграждане на рамката

Първата стъпка към изграждането на 3D принтера е сглобяването на неговата рамка, която се състои от два гладки триъгълника с пръчки, които са свързани чрез допълнителни пръти, разположени вертикално. Нашата група имаше късмета да намери вече изградена рамка в нашия кампус, която след това модифицирахме като точно копие на Prusa Mendel Iteration 2, като сменихме скобите, които държаха заедно щангата перпендикулярна на оста y и гладките пръти използва се за оста x. За тези, които сами изграждат рамката, моля, отворете уебсайта на Rep Rap*, който има конкретен раздел, даващ подробни инструкции как да се изгради рамковата структура, така че да е перфектна и необходимите материали за изграждането (включени в общите ни изчисления). По -горе са някои снимки, на които са представени определени отпечатани парчета от рамката и конструкцията, както и нашата рамка, преди тя да бъде променена, за да пасне на версията на Rep Raps.

*Нашата група чувстваше, че този ресурс дава по -добра информация за конструкцията на рамката, отколкото ние, тъй като не бяхме конструирали сами този аспект на принтера. Дълбоко съжаляваме, че не можахме да добавим своя лична гледна точка към тази стъпка, но чувстваме, че ще ограничим строителите и ще ги нараним с потенциално неточна информация, предоставена от нас. На този сайт може да се вярва дълбоко и той беше чудесна справка в нашите строителни усилия.

Стъпка 2: Изграждане на оста X

Материали:

Отпечатан X край Idler

Мотор с отпечатан X край

2 420 мм гладки пръти

3 болта M3x10

1 608 лагер

2 шайби за калници/калници M8x30

1 50 мм резбован прът M8

2 гайки М8

3 шайби M8

3 LM8UU линейни лагери

Инструкции

-Пробийте централния отвор на частите на x-end-празния ход и x-end-двигателя до 8 мм и пробийте 4-те отвора, където ще бъдат поставени гладките пръти (напилете, ако е необходимо, за да сте сигурни, че могат да се впишат плътно в отвора)

-Поставете x-end двигателя отляво и x-end празния ход отдясно с техните "шестоъгълни секции" един срещу друг. Плъзнете гладките пръти в празния ход.

-Сега погледнете в долната част на вашата x каретка и вижте коя страна има слотове за два линейни лагера и коя само с един слот. Като имате предвид това, определете коя страна ще бъде предната и коя ще бъде задната и плъзнете правилното количество линейни лагери върху всеки прът (1 за един, 2 за другия) според вашите предпочитания.

-Прикрепете x-end двигателя към настройката на пръта си и се уверете, че прътите се връщат толкова назад, колкото е необходимо (възможност за пробиване докрай, така че регулирането и закрепването да са по-лесни, просто се нуждаете от допълнителни гайки за закрепване)

Снимките по-горе показват двете отпечатани парчета за този монтаж и текущия напредък на нашия екип по оста x. Въпреки че нашата група все още не е достигнала тази точка, оста x не е напълно сглобена, докато 50-милиметровият резбован прът не бъде поставен върху празния ход на x-края и лагерът е прикрепен към лентата на екструдера. Използвайте източника на rep rap, свързан в долната част, за допълнителна информация и планираме да продължим да актуализираме процеса на изграждане, след като имаме достъп до ресурсите.

Стъпка 3: Изграждане на отоплителното легло

Материали:

225x225x6 мм шперплат- 1 (за отоплително легло)

Отоплително легло MK1/MK2- 1 (препоръчително 200x200 мм)

#10 x 1 Phillips винтове за плоска глава с плоска глава- 4

Отпечатани Y втулки- 4

Инструкции:

- Поставете Y-втулките (обърнати нагоре) върху парчето шперплат и се уверете, че двата комплекта от всяка страна са с размери 140 мм един от друг (мярка от точната среда) и дали разстоянията им от лявата и дясната страна са равни

-Всички втулки и техните канални канали ще се движат/обърнати по същия начин, така че плочата да може да се движи гладко по прътите по оста y

-Стегнете шперплат и внимателно използвайте винтове*, за да прикрепите y-втулките, като ги поставите възможно най-близо до предната и задната страна, без дървото да се напука, тъй като тогава те няма да пречат на отоплителното легло.

-Ако винтовете стърчат нагоре от шперплат, можете да използвате ръчен трион с въртящо се острие, за да отрежете излишния метал, тъй като това може да бъде опасно и да ограничи функциите на принтера

- Повтаряща се важна информация за втулките: всички те трябва да са обърнати по един и същи начин, а разстоянието им от предната и задната страна на шперплата няма значение само от лявата и дясната страна и разстоянието между втулките (също отляво до вдясно)

-Измерете отоплителното си легло на трети на два противоположни ръба на леглото (отляво и отдясно или отпред и отзад) и пробийте два 8 мм отвора по линиите (ако използвате препоръчителни 200x200 мм, бихте пробили около 7 см от всяка страна и най -близо до възможно най-ръба)- както е показано на една от снимките по-горе

-Извадете разликата в дължините на отоплителното легло до шперплата, разделете го на две и измерете от всяка страна на шперплата с това число, така че отоплителното ви легло да е перфектно в средата на дървото. (маркирането с помощта на тези методи може да се види и на една от снимките по -горе

-Затегнете леглото и дървото заедно, като същевременно го закрепите към продадена повърхност, и завийте с помощта на 4 -те винта с плоска глава Phillips за ламарина

*Нашият екип не знае конкретния размер и вида на винта, който е бил използван за закрепване на y-втулките към шперплата, но веднага щом се върнем в пространството на производителя и имаме достъп до принтера, ще разберем типа на винт и актуализирайте страницата. Благодаря ви много за разбирането

Стъпка 4: Изграждане на Y-оста

Материали:

Сглобено отоплително легло (от последната стъпка)

Сглобена рамка

Скоби за отпечатани колани-2

Зъбен ремък с наклон 840 мм × 5 мм T5

Стъпкови двигатели NEMA17-1

16-зъбни ролки за монтаж на GT2 колани- 1

4 инчови ципове- 4

Инструкции:

-Съберете сглобеното си отоплително легло, скоба за колан и 2 винта, които да се поберат в отворите за скобите на колана*. Обърнете нагревателното легло и с помощта на линийка измерете и поставете скобата на колана в средата от предната страна/ръба на шперплата (поставете го възможно най -близо до ръба). Сега плъзнете единия ръб на 840 мм колана в слота за колана със зъбите нагоре. Закрепете колана с винтове.

- След като се уверите, че двата гладки пръта са на 140 мм един от друг (както е показано на изображението по-горе), обърнете нагревателното легло в дясната му страна и щракнете y-втулките на отопляемия слой върху прътите.

-Ако има някакъв проблем със закрепването поради различни разстояния в прътите, можете да регулирате тяхното разположение, като разхлабите гайките и изместите скобите на прътите върху резбованите пръти, към които са прикрепени прътите по оста y.

- След като нагревателното легло може да се плъзне плавно по прътите, обърнете принтера настрани. След това на всяка втулка, прокарайте цип през малкия проход на всяка отпечатана втулка и около пръта, към който е прикрепена, след което издърпайте, докато се стегне

- Сега, когато леглото ви е закрепено, можем да обърнем принтера в нормалното му положение и временно да закрепим стъпковия двигател по оста y (това е най-далечът, който нашият екип е получил в тази конкретна стъпка). Плъзнете стъпковия двигател в скобата на мотора y и прикрепете шайбата на 16 зъбния ремък, затегнете, ако е необходимо.

- След като се уверите, че лагерите на ремъка ви по оста y са перфектно подредени, увийте колана, прикрепен към нагревателното легло, около първия лагер и шайбата, прикрепена към двигателя. След това го издърпайте плътно под нагревателното легло и го увийте около втория лагер, като се уверите, че и на двата лагера зъбната страна на колана докосва лагера и че зъбите перфектно се вписват в ролката на двигателя.

- За удобство плъзнете леглото чак до края на двигателя на колана. Сега, както направихте преди, измерете и поставете скобата за колана в средата на задната страна на шперплата с нея възможно най -близо до ръба. Издърпайте здраво ръба на колана и го закрепете на място (ако е необходимо, отрежете излишъка). Сега леглото трябва да се плъзга с малка сила, но също така добре закрепено.

*Нашият екип не знае конкретния размер и вида на винта, който е бил използван за закрепване на скобите за колана към шперплата, но веднага щом се върнем в пространството за производство и имаме достъп до принтера, ще разберем вида на завийте и актуализирайте страницата. Благодаря ви много за разбирането

Стъпка 5: Продължаване напред …

Нашият процес на изграждане беше прекъснат поради неотдавнашната пандемия, но веднага щом имаме достъп до нашия проект и материали, ние планираме да завършим принтера и да го предоставим на Остин Ривър Сити Rec'cers. Като се има предвид това, имаме още много да свършим, преди да постигнем целта си, така че по -долу е даден списък на това, което все още трябва да се направи.

-Прикрепете вертикални части на рамката към държачите на двигателя и към всеки край на пръта, перпендикулярен на оста y (използвайте скоби за пръти)

-Завършете сглобяването на оста X: планираме да закрепим лагера за колана на екструдера, след това трябва да прикачим стъпковия двигател и екструдера, предоставен ни от един от нашите наставници на производителя (по избор: включете вентилатор за екструдер за нажежаема жичка)

-Измислете начин за обезопасяване на нажежаема жичка по безопасен начин (опции: дизайн и колело за печат, които могат да се впишат или да стърчат от рамката)

-Пълна Z-ос: трябва да прикрепим 210-милиметровите резбовани пръти към двата двигателя z-ос с съединителите и виниловите тръби

- Прикрепете държачите/ крайните ограничители към всяка ос (по 1 всяка)

- Защитете микропроцесора на принтербот с цип към едната страна на рамката

-Програмиране: свържете всички крайни ограничители, стъпкови двигатели и нагревателното легло към микропроцесор на принтербот. Намерете съществуващ код за prusa итерация 2 (използвайте rep rap като източник) и променете, ако е необходимо

Съжаляваме за неудобството на нашия незавършен проект, но се надяваме да продължим да работим по него през летните месеци и обещаваме да актуализираме този сайт с подобряването/ завършването на нашия принтер.

Стъпка 6: Източници

Нашият екип проследи процеса на изграждане и списъка с материали, предоставен от уебсайта на Rep Rap. Те съдържат подробни инструкции за всеки аспект от тази итерация на принтера Prusa и техният сайт е изключително лесен за следване. Като се има предвид това, по -долу са връзките към главната страница на сайта, но също така и ключовите страници за информация за сглобяване, консумативи и т.н.

Файлове за 3D принтер (използвахме файловете в раздела metric-prusa)

Rep Rap "Bill of Materials"

Rep Rap принтерен монтаж

Нашият екип също би искал да включи връзка към уебсайта на Austin River City Rec'cers (организацията, която имахме за цел да помогнем с нашия продукт), за да научите повече за целта и играчите на отбора. Можете също да дарите тук, за да помогнете на екипа с годишните му разходи, тъй като всеки принос е много необходим и ценен.