Fusion Board - 3D nyomtatott elektromos gördeszka: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ez az Instructable áttekintést nyújt a Fusion E-Board építési folyamatáról, amelyet a 3D Hubs-ban dolgozva terveztem és építettem. A projektet a 3D Hubs által kínált új HP Multi-Jet Fusion technológia népszerűsítésére, valamint több 3D nyomtatási technológia és azok hatékony kombinálásának bemutatására bízták meg.

Elektromos motoros longboardot terveztem és építettem, amely rövid vagy közepes utakra használható, vagy tömegközlekedéssel kombinálva sokkal szélesebb utazási tartományt kínál. Nagy a végsebessége, nagyon manőverezhető, és használaton kívül könnyen hordozható.

1. lépés: Tervezési folyamat

A projektet a longboard fő szabványos összetevőinek azonosításával kezdtem; teherautók, fedélzet és kerekek. Ezek a polcrészekről hiányoztak, ezért ezeket használtam a tervezés kiindulópontjaként. Az első szakasz a hajtáslánc megtervezése volt, ez magában foglalja a motor rögzítéseit, a hajtómű beállítását és néhány módosítást a teherautókon. A motortartók mérete és helyzete határozza meg a szekrények méretét és helyét, ezért fontos, hogy ezt először fejezze be. Kiszámítottam a kívánt végsebességet és nyomatékkövetelményeket, amelyek lehetővé tették a motorok és az akkumulátor kiválasztását a táblához. A hajtómű arányát is kiszámították, és kiválasztották a szíjtárcsák méretét, valamint a hajtószíj hosszát. Ez lehetővé tette számomra, hogy kiszámítsam a megfelelő méretű motortartókat, amelyek biztosítják a jól megfeszített szíjat.

A következő lépés az akkumulátor- és sebességszabályozó (ESC) házak tervezése volt. A kiválasztott fedélzet túlnyomórészt bambuszból áll, így meglehetősen rugalmas, és lényegében középen hajlik. Ennek az az előnye, hogy kényelmesen vezet, mivel elnyeli az út ütközéseit, és nem adja át azokat a lovasnak. Ez azonban azt is jelenti, hogy osztott házra van szükség az akkumulátor és az elektronika elhelyezéséhez, mivel a teljes hosszúságú szekrény nem tudna hajlítani a táblával, és működés közben érintkezne a talajjal. Az elektronikus fordulatszám -szabályozókat (ESC) az elektromos korlátok miatt a motorokhoz a legközelebb helyezték el. Mivel a motorok a targoncákon keresztül vannak rögzítve, a pozíciók változnak a kanyarok során, ezért a házat úgy kellett kialakítani, hogy lehetővé tegye a motorok szabad mozgását.

Az akkumulátorrendszert a fedélzet másik végébe helyezték, és az áramellátáshoz kapcsolódó elektronikát helyezték el benne. Ez magában foglalta az akkumulátort, amely 20 lítium -ion 18650 cellát tartalmaz, az akkumulátor -kezelő rendszert, a ki/be kapcsolót és a töltőaljzatot.

A teljes tervezési folyamat során az Autodesk Fusion360 -at használtam, ez a szoftver lehetővé tette számomra a főszerelvényben található alkatrészek gyors modellezését, ami jelentősen felgyorsította a fejlesztési időt. A Fusion360 szimulációs funkcióit is használtam annak biztosítására, hogy az alkatrészek elég erősek legyenek, különösen a motor rögzítései. Ez lehetővé tette számomra, hogy ténylegesen csökkentsem a tartók méretét, mivel ellenőrizhettem az erő- és hajlítási követelményeket, és eltávolíthattam az anyagot, miközben megtartottam a megfelelő biztonsági tényezőt. A tervezési folyamat befejezése után nagyon könnyű volt exportálni az egyes alkatrészeket 3D nyomtatáshoz.

2. lépés: Hajtáslánc

Először befejeztem a hajtáslánc építését, hogy biztosítsam az elektronika burkolatának megfelelő távolságát. A Caliber teherautókat választottam, mivel négyzet alakú profillal tökéletesen illeszkednek a motorra. A tengely azonban kissé túl rövid volt ahhoz, hogy a két motort ugyanazon a teherautón lehessen használni, ezért ezt ki kellett terjesztenem, hogy a kerekek elférjenek.

Ezt úgy értem el, hogy levágtam az alumínium teherautó -függesztő karosszéria egy részét, és jobban lelepleztem az acéltengelyt. Ezután levágtam a tengely nagy részét, és 10 mm -t hagytam, amit aztán egy M8 -as szerszámmal befűzhetek.

Ezt követően egy csatolót fel lehet csavarni, és ehhez egy másik menetes tengelyt kell hozzáadni, ami hatékonyan meghosszabbítja a tengelyt. Loctite 648 rögzítőanyagot használtam a csatlakozó és az új tengely tartós rögzítésére, hogy használat közben ne csavarodjon ki. Ez lehetővé tette, hogy a két motor a teherautóra illeszkedjen, és rengeteg szabad helyet biztosított a kerekeknek.

A hajtásláncot elsősorban a HP Multi-Jet Fusion technológia segítségével nyomtatták ki, hogy biztosítsák a merevséget és szilárdságot a nagy gyorsulás és fékezés során, ahol a legnagyobb erők kerülnek átadásra.

A hátsó kerekek rögzítésére egy speciális szíjtárcsát terveztek, amelyet ezután egy HTD 5M övvel csatlakoztattak a motortárcsához. Egy 3D nyomtatott borító került a szíjtárcsa szerelvény védelmére.

3. lépés: Bordaházak

Az egyik fő tervezési döntésem a házak szétválasztása volt, ami tiszta megjelenést eredményezett, és lehetővé tette a rugalmas fedélzet működését a merevség nélkül. A HP Multi Jet Fusion technológia funkcionális vonatkozásait akartam átadni, ezért úgy döntöttem, hogy az FDM kinyomtatom a házak törzsét, ami csökkenti a költségeket, majd a HP alkatrészeit használva támogattam és rögzítettem őket a fedélzetre. Ez érdekes esztétikát biztosított, ugyanakkor nagyon funkcionális is.

Az FDM nyomtatott burkolatokat felére osztották, hogy megkönnyítsék a nyomtatást, mivel a hordozóanyag eltávolítható a külső felületről. Az osztott vonalat gondosan elhelyezték annak biztosítására, hogy a HP része elrejtse, amikor a táblához rögzíti. Furatokat adtak hozzá a motorcsatlakozásokhoz, és aranyozott golyócsatlakozókat ragasztottak a helyükre

Menetes betéteket ágyaztak be a bambusz fedélzetbe, hogy rögzítsék a burkolatokat a táblához, és csiszolták a lap felületével egy síkban, hogy ne legyen rés a fedélzet és a ház között.

4. lépés: Elektronika

Az elektronikát gondosan választották ki, hogy biztosítsák a tábla erőteljes, de intuitív használatát. Ez a tábla potenciálisan veszélyes lehet, ha bármilyen meghibásodás lépne fel, ezért a megbízhatóság nagyon fontos tényező.

Az akkumulátor 20 egyedi 18650 lítium-ion cellából áll, amelyeket ponthegesztéssel 42V-os csomaggá alakítanak össze. 2 cella hegesztett párhuzamosan és 10 sorban; az általam használt cellák a Sony VTC6 voltak. Folthegesztő segítségével hegesztettem a nikkel füleket a csomagolás kialakításához, mivel a forrasztás túl sok hőt termel, ami károsíthatja a cellát.

Az akkumulátor burkolatából származó áramot a sebességszabályozó dobozba helyezték át lapos fonott kábellel, amelyet közvetlenül a fedélzet felső oldalán lévő marószalag alatt vezettek. Ez lehetővé tette a kábelek „elrejtését”, és nem kellett kábeleket vezetni az alsó oldalon, ami csúnyán nézett volna ki.

Mivel ez egy kettős motoros kártya, két fordulatszám -szabályozóra van szükség az egyes motorok független vezérléséhez. Ehhez a konstrukcióhoz a VESC sebességszabályozót használtam, amely kifejezetten elektromos gördeszkákhoz készült vezérlő, ami nagyon megbízhatóvá teszi ezt a felhasználást.

A használt motorok 170 kV 5065 kimeneti futók, amelyek egyenként 2200 W-ot tudnak előállítani, ami sok energiát jelent ehhez a laphoz. A jelenlegi áttételi beállítással a táblák maximális sebessége 35MPH körül van, és nagyon gyorsan felgyorsul.

Az utolsó szakasz egy távirányító létrehozása volt a tábla vezérléséhez. A vezeték nélküli rendszert részesítették előnyben a könnyebb kezelés miatt. Mindazonáltal fontos volt az átvitel magas megbízhatóságának biztosítása, mivel a kommunikáció csökkenése komoly biztonsági problémákat okozhat, különösen nagy sebességnél. Néhány rádióátviteli protokoll tesztelése után úgy döntöttem, hogy a 2,4 GHz -es rádiófrekvencia lesz a legmegbízhatóbb ebben a projektben. A polcon lévő RC autós távadót használtam, de jelentősen csökkentettem a méretét azáltal, hogy az elektronikát áthelyeztem egy kis kézi tokba, amelyet 3D -ben nyomtattak.

5. lépés: Kész panel és promóciós videó

A projekt most befejeződött! Készítettünk egy nagyon félelmetes videót a tábláról működés közben, az alábbiakban megnézheti. Nagy köszönet a 3D huboknak, hogy lehetővé tették számomra a projekt végrehajtását - nézze meg őket itt minden 3D nyomtatási igényével kapcsolatban! 3dhubs.com