3D printeris ar protezēšanas vāciņu: 6 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Pārskats

Sporta pasaulē sportisti ar invaliditāti tiek ignorēti ar viņu snieguma vajadzībām. Daudziem ir nepieciešams īpašs aprīkojums, lai nodrošinātu komfortu un maksimālu sniegumu, spēlējot sev tīkamus sporta veidus. Vietējā paralimpiskajā basketbola komandā The Austin River City Rec'cers ir daudz komandas locekļu, kuri cieš no fiziskām grūtībām, piemēram, muguras smadzeņu traumām, amputācijām, muskuļu slimībām un insultiem. Tā kā trūka aprīkojuma, kas palīdzētu šādam sportistam, mūsu komanda nolēma koncentrēties uz konkrētu amputēto komandu, kas zaudēja roku. Spēlētājs pārklāja savu izdzīvojušo ekstremitāti ar līmlenti aizsardzībai, tomēr šis risinājums nav atkārtoti lietojams, izšķērdīgs un mazāk efektīvs nekā citi risinājumi, kurus izmantoja mani amputētie sporta pasaulē.

Prāta vētra

Mūsu komanda pievērsās šai problēmai, jo mums ir personīgi sakari ar Ostinas upes pilsētas rektora biedriem un mēs aizrautīgi palīdzējām organizācijai, kuru mēs pilnībā atbalstām. Vienam no mūsu komandas locekļiem ir vecāks, kurš spēlē komandā, un viņa pati ir bijusi ārkārtīgi ietekmīga ar savu brīvprātīgo darbu bezpeļņas nolūkos, izveidojot savu vietni un vadot daudzas turnīra spēles. Spēlētājas ir kļuvušas par viņas ģimeni, un ar viņas iesaistīšanos viņa bija lieciniece lielai problēmai, kuru viņa bija apņēmusies atrisināt, izmantojot resursus, kas tika sniegti Stūra akmens laikā. Pēc idejas iepazīstināšanas ar otru komandas locekli un no mūsu veidotāju-mentoru ieguldījuma mēs kopā ar vienaudžiem pabeidzām semināru 6-3-5, lai iegūtu idejas par to, kā uzlabot mūsu produktu un dažādus resursus, kurus mēs varētu izmantot no vēl. Pēc tam mēs pabeidzām izpētes un dizaina paketi, lai novērtētu mūsu ierosinātā projekta efektivitāti šādās kategorijās: automatizācija, elektriskā, mehāniskā, strukturālā un aizraušanās. Atskatoties uz šiem resursiem un pārdomājot saikni, kāda mums bija ar organizāciju, mēs nolēmām turpināt savu sākotnējo ideju par sportistiem.

Mūsu risinājums

Mēs formulējām ideju izveidot 3D printeri, kas no TPU kvēldiega izdrukātu vāciņus sportistiem, kas ir elastīgāks un izturīgāks nekā parasti izmantotais PLA kvēldiegs. Mūsu mērķis bija ieprogrammēt un konstruēt produktu, kurā printeris automātiski izdrukātu aizsargplēvi, kuru varētu pielāgot dažādiem izmēriem, lai tā perfekti atbilstu sportistam. Mūsu mērķis bija drošības nolūkos ieprogrammēt mikroprocesoru (Printerbot), kas kontrolētu dažādas motoru sistēmas un ko regulētu ar beigu stop sensoriem. Ņemot vērā mūsu ierobežotos tēriņus un iespēju izmantot esošo printeru detaļas, mūsu projekts palika zem 200–300 USD budžeta un atbilda mūsu klientu prasībām, nodrošinot efektīvu un ērtu risinājumu, ko varētu viegli izplatīt visā paralimpiskajā pasaulē.

Piegādes

Stiprinājumi / Skrūves

M8 uzgrieznis- 100

M8 mazgātājs- 100 (2. pasūtījums)

M3x20 skrūve- 50 (2. pasūtījums)

M3 uzgrieznis- 50

M3x10 skrūve- 6 (saite ir iepakojumā pa 50)

M3x8 grub (pazīstams arī kā komplekts) skrūve- 2

#10 x 1 plakanas galvas Phillips lokšņu metāla skrūves- 4 (iepakojumā 100)

Gultņi

608 skrituļslidas gultņi- no 3 līdz 4

LM8UU lineārie gultņi- no 10 līdz 11 (2. pasūtījums)

Vītņoti stieņi

370 mm 8 mm- 6

300 mm 8 mm- 4

450 mm 8 mm- 3

210 mm 8 mm- 2

50mm 8mm-1

Pērciet 5 metrus un attiecīgi sagrieziet

Gludi stieņi

350mm 8mm- 2 (2. pasūtījums)

405 mm 8 mm- 2 (pasūtiet 2 un sagrieziet 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (nogriezts 80 mm)

Jostas

840 mm GT2 zobu josta- 1

900 mm GT2 zobu josta- 1

16 zobu skriemeļi, kas piemēroti GT2 jostām- 2

Šeit ir saite uz jostas komplektu Amazon (attiecīgi sagrieziet)

3D printera faili

Rāmja virsotne ar pēdu- 4

Rāmja virsotne bez pēdas- 2

Sakabe- 4 (divreiz drukāt)

X vagons- 1

X gala brīvgaita- 1

X gala motors- 1

Z motora stiprinājums- 2

Jostas skava- 4

Jostas skavas uzgriežņa turētājs- 2

Stieņa skava- 8

Stieņa skava- 2

Y motora kronšteins- 1

Y bukse- 4

Endstop turētājs-3

Cits:

1,5 cm vinila caurule, 6,35 mm OD 4,32 mm ID (kopā 3 cm)- 2

225x225x6mm saplāksnis- 1 (gultas sildīšanai)

MK1/MK2 apkures gulta- 1 (ieteicams 200x200mm)

NEMA17 soļu motori- 5

4 collu rāvējslēdzēji- 50

Mikroprocesors un kods

Mūsu komanda atjauninās šo dokumentu, izstrādājot mūsu mikroprocesora kodu

*iepriekšējo piegādes sarakstu ieteica rep rap, bet tas tiks pilnībā pārbaudīts šai iterācijai, tiklīdz būsim pabeiguši printeri*

1. darbība: rāmja izveide

Pirmais solis 3D printera izveidē ir tā rāmja salikšana, kas sastāv no diviem gludiem stieņu trīsstūriem, kurus savieno papildu stieņi, kas darbojas vertikāli. Mūsu grupai bija paveicies atrast mūsu universitātes pilsētiņā jau uzbūvētu rāmi, kuru mēs pēc tam pārveidojām par precīzu Prusa Mendel Iteration 2 kopiju, nomainot skavas, kas turēja kopā stieni perpendikulāri y asij un gludajiem stieņiem. izmanto x asij. Tiem, kas paši veido rāmi, lūdzu, apmeklējiet vietni Rep Rap*, kurā ir īpaša sadaļa, kurā sniegti detalizēti norādījumi par to, kā uzbūvēt rāmja konstrukciju, lai tā būtu perfekta, un būvniecībai nepieciešamie materiāli (iekļauti mūsu kopējos aprēķinos). Iepriekš ir dažas fotogrāfijas, kurās redzami daži drukāti rāmja gabali un konstrukcija, kā arī mūsu rāmis, pirms tas tika pārveidots, lai tas atbilstu Rep Raps versijai.

*Mūsu grupai šķita, ka šis resurss sniedz labāku informāciju par rāmja konstrukciju, tad mēs varējām, jo paši nebijām izveidojuši šo printera aspektu. Mums ir ļoti žēl, ka mēs nevarējām pievienot savu personīgo skatījumu uz šo soli, tomēr mums šķiet, ka mēs ierobežosim būvniekus un kaitēsim viņiem ar iespējami neprecīzu mūsu sniegto informāciju. Šai vietnei var ļoti uzticēties, un tā bija lieliska atsauce visos mūsu celtniecības centienos.

2. darbība: X ass izveide

Materiāli:

Izdrukāts X beigu dīkstāve

Drukāts X gala motors

2 420 mm gludi stieņi

3 M3x10 skrūves

1 608 gultnis

2 M8x30 spārnu/dubļu aizsargu paplāksnes

1 50 mm M8 vītņots stienis

2 M8 rieksti

3 M8 paplāksnes

3 LM8UU lineārie gultņi

Instrukcijas

-Izurbiet x-gala un brīvgaitas motora daļu centrālo caurumu līdz 8 mm un izurbiet 4 caurumus, kur tiks ievietoti gludie stieņi (ja nepieciešams, vīlējiet, lai pārliecinātos, ka tie cieši pieguļ caurumam)

-Novietojiet x-end motoru pa kreisi un x-end brīvgaitu pa labi ar sešstūra sekcijām viens pret otru. Iebīdiet gludos stieņus tukšgaitā.

-Tagad paskaties x ratiņa apakšā un redzi, kurā pusē ir spraugas diviem lineāriem gultņiem, un kurā ir tikai viens slots. Paturot to prātā, nosakiet, kura puse būs priekšpuse un kura būs aizmugure, un uzbīdiet pareizo lineāro gultņu daudzumu uz katra stieņa (1 vienam, 2 otram) atbilstoši savām vēlmēm.

-Piestipriniet x-end motoru pie stieņa uzstādīšanas un pārliecinieties, ka stieņi ir tik tālu atpakaļ, cik nepieciešams (iespēja pilnībā urbt, lai atvieglotu regulēšanu un piestiprināšanu, tikai nepieciešami papildu uzgriežņi)

Iepriekš redzamajos fotoattēlos ir redzami divi šīs montāžas drukātie gabali un mūsu komandas pašreizējais progress x-asī. Lai gan mūsu grupa vēl nav sasniegusi šo punktu, x ass nav pilnībā salikta, kamēr 50 mm vītņotais stienis nav novietots uz x-gala brīvgaitas un nav piestiprināts gultnis ekstrūdera jostai. Lai iegūtu papildinformāciju, izmantojiet apakšā saistīto rep rep avotu, un mēs plānojam turpināt atjaunināt celtniecības procesu, tiklīdz mums būs pieeja resursiem.

3. solis: Apkures gultas veidošana

Materiāli:

225x225x6mm saplāksnis- 1 (gultas sildīšanai)

MK1/MK2 apsildāmā gulta- 1 (ieteicams 200x200mm)

#10 x 1 plakanas galvas Phillips lokšņu metāla skrūves- 4

Iespiestas Y bukses- 4

Instrukcijas:

- Novietojiet Y uzmavas (vērstas uz augšu) uz saplākšņa gabala un pārliecinieties, ka abu komplektu abās pusēs ir 140 mm viena no otras (mēra no precīza vidus) un ka to attālumi no kreisās un labās puses ir vienādi

-Visas bukses un to stieņu kanāli darbosies/būs vērsti vienādi, lai plāksne vienmērīgi darbotos pa y ass stieņiem

-Nospiediet saplāksni un uzmanīgi izmantojiet skrūves*, lai piestiprinātu y bukses, novietojot tās pēc iespējas tuvāk priekšējai un aizmugurējai pusei bez koka plaisāšanas, jo tad tās netraucēs sildvirsmai.

-Ja skrūves izvirzās uz augšu no saplākšņa, jūs varat izmantot rokas zāģi ar rotējošu asmeni, lai sagrieztu lieko metālu, jo tas var būt bīstami un ierobežot printera funkcijas

- Atkārtota svarīga informācija par buksēm: tām visām jābūt vērstām vienādi, un to attālumam no saplākšņa priekšējās un aizmugurējās malas nav nozīmes tikai kreisajā un labajā pusē, kā arī attālumam starp buksēm (arī iet no kreisās uz taisnība)

-Izmēriet savu apsildāmo gultu trešdaļās divās pretējās gultas malās (vai nu pa kreisi un pa labi, vai arī priekšā un aizmugurē) un izurbiet divus 8 mm caurumus pie līnijām (ja izmantojat ieteicamo 200x200 mm, urbt apmēram 7 cm no katras malas un tik tuvu pēc iespējas mala)- kā parādīts vienā no iepriekš minētajiem fotoattēliem

-Atņemiet sildvirsmas garuma atšķirību no saplākšņa, dalot to ar diviem, un izmēriet no katras saplākšņa puses ar šo skaitli, lai jūsu apsildāmā gulta būtu ideāli malkas vidū. (marķējumu, izmantojot šīs metodes, var redzēt arī vienā no iepriekš minētajiem fotoattēliem

-Piestipriniet gultu un koku kopā, vienlaikus nostiprinot to pie pārdotās virsmas, un pieskrūvējiet, izmantojot 4 plakanās skrūves ar plakanu galvu

*Mūsu komanda nezina konkrēto skrūves izmēru un veidu, kas tika izmantots, lai piestiprinātu y uzmavas pie saplākšņa, tomēr, tiklīdz būsim atgriezušies ražotāja telpā un varēsim piekļūt printerim, mēs noskaidrosim veidu skrūvi un atjauniniet lapu. Liels paldies par sapratni

4. solis: Y ass izveide

Materiāli:

Samontēta apsildāmā gulta (no pēdējā posma)

Samontēts rāmis

Iespiestas jostas skavas-2

840 mm × 5 mm T5 zobsiksna

NEMA17 soļu motori-1

16 zobu skriemeļi, kas piemēroti GT2 jostām- 1

4 collu rāvējslēdzēji- 4

Instrukcijas:

-Savāc savu samontēto apsildes gultu, jostas skavu un 2 skrūves, kas ietilptu jostas skavu caurumos*. Apgrieziet apsildāmo gultu un, izmantojot lineālu, izmēriet un novietojiet jostas skavu saplākšņa priekšpuses/malas vidū (novietojiet to pēc iespējas tuvāk malai). Tagad iebīdiet vienu 840 mm jostas malu jostas spraugā ar zobiem uz augšu. Nostipriniet jostu ar skrūvēm.

- Pēc tam, kad esat pārliecinājies, ka abi gludie stieņi atrodas 140 mm attālumā viens no otra (kā parādīts attēlā iepriekš), pagrieziet apsildes gultu labajā pusē un piespiediet apsildāmās gultas y uzmavas uz stieņiem.

-Ja ar piestiprināšanu rodas kādas problēmas stieņu atšķirīgo attālumu dēļ, varat pielāgot to izvietojumu, atskrūvējot uzgriežņus un pārvietojot stieņu skavas uz vītņotajiem stieņiem, pie kuriem ir piestiprināti y ass stieņi.

- Kad sildīšanas gulta var gludi slīdēt gar stieņiem, pagrieziet printeri uz sāniem. Pēc tam uz katras bukses izvelciet rāvējslēdzēju caur mazo eju katrā iespiestajā buksē un ap stieni, pie kura tas ir piestiprināts, un tad velciet, līdz tas ir cieši pievilkts

- Tagad, kad jūsu gulta ir nostiprināta, mēs varam pagriezt printeri normālā stāvoklī un īslaicīgi nostiprināt y ass pakāpju motoru (tas ir vistālāk, ko mūsu komanda paveica šajā konkrētajā solī). Iebīdiet pakāpju motoru y motora kronšteinā un pēc vajadzības piestipriniet 16 zobu jostas skriemeli.

- Tagad, kad esat pārliecinājušies, ka jostas gultņi y asij ir perfekti salikti, aptiniet sildvirsmai piestiprināto jostu ap pirmo gultni un skriemeli, kas piestiprināts pie motora. Pēc tam cieši pavelciet to zem sildīšanas gultas un aptiniet to ap otro gultni, pārliecinoties, ka abos gultņos jostas zobainā puse pieskaras gultnim un ka zobi lieliski iekļaujas motora skriemelī.

- Ērtības labad pabīdiet gultu līdz jostas sistēmas motora galam. Tagad, tāpat kā iepriekš, izmēriet un novietojiet jostas skavu saplākšņa aizmugures vidū, pēc iespējas tuvāk malai. Cieši pievelciet jostas malu un nostipriniet to vietā (ja nepieciešams, nogrieziet lieko daļu). Tagad gultai vajadzētu slīdēt ar nelielu spēku, taču arī labi nostiprinātai.

*Mūsu komanda nezina konkrēto skrūves izmēru un veidu, kas tika izmantots, lai piestiprinātu jostas skavas pie saplākšņa, tomēr, tiklīdz būsim atgriezušies ražotāja telpā un varēsim piekļūt printerim, mēs noskaidrosim skrūves veidu. pieskrūvējiet un atjauniniet lapu. Liels paldies par sapratni

5. darbība: virzība uz priekšu…

Mūsu celtniecības process tika pārtraukts nesenās pandēmijas dēļ, tomēr, tiklīdz mums būs pieejams mūsu projekts un materiāli, mēs plānojam pabeigt printera darbību un nodot to Austin River City Rec'cers. Tomēr, lai sasniegtu savu mērķi, mums vēl ir daudz darāmā, tāpēc zemāk ir saraksts ar to, kas vēl ir jādara.

-Piestipriniet vertikālos rāmja gabalus motora turētājiem un katram stieņa galam, kas atrodas perpendikulāri y asij (izmantojiet stieņu skavas)

-Pabeigt X ass montāžu: mēs plānojam nostiprināt ekstrūdera siksnas gultni, tad mums jāpiestiprina pakāpju motors un ekstrūderis, ko mums piegādājis viens no mūsu ražotāja mentoriem (pēc izvēles: iekļaujiet ekstrūdera ventilatoru kvēldiegam)

-Izveidojiet veidu, kā droši nostiprināt kvēldiegu (opcijas: dizains un drukas ritenis, kas varētu saspringt vai ietilpt rāmī)

-Pabeigta Z ass: mums jāpiestiprina 210 mm vītņotie stieņi pie diviem z-ass motoriem ar savienojumiem un vinila caurulēm

- Katrai asij piestipriniet gala aizturus/ beigu pieturvietas (katra pa 1)

- Nostipriniet printerbot mikroprocesoru ar rāvējslēdzējiem vienā rāmja virsmā

-Programmēšana: pievienojiet visas gala pieturas, pakāpju motorus un sildītāja gultu pie printerbot mikroprocesora. Atrodiet esošo prusa iterācijas 2. kodu (kā avotu izmantojiet rep rap) un, ja nepieciešams, mainiet

Atvainojamies par mūsu nepabeigtā projekta radītajām neērtībām, tomēr ceram, ka turpināsim darbu pie tā vasaras mēnešos, un apsolām atjaunināt šo vietni, uzlabojot/ pabeidzot mūsu printeri.

6. darbība. Avoti

Mūsu komanda sekoja būvniecības procesa un materiālu sarakstam, ko sniedza Rep Rap vietne. Tajos ir sīki izstrādāti norādījumi par katru šīs Prusa printera iterācijas aspektu, un to vietne ir ārkārtīgi viegli izpildāma. Tomēr zemāk ir saites uz vietnes galveno lapu, bet arī galvenās lapas, kurās tiek sniegta informācija par montāžu, piegādēm utt.

3D printera faili (mēs izmantojām failus metriskās prusa cilnē)

Repa "Materiālu saraksts"

Rep Rap printera montāža

Mūsu komanda arī vēlētos iekļaut saiti uz Ostinas upes pilsētas Rec'cers tīmekļa vietni (organizācija, kuras mērķis bija palīdzēt ar mūsu produktu), lai uzzinātu vairāk par komandas mērķi un spēlētājiem. Šeit varat arī ziedot, lai palīdzētu komandai segt ikgadējos izdevumus, jo jebkurš ieguldījums ir ļoti vajadzīgs un novērtēts.