Protetikus sapka 3D nyomtató: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Áttekintés

A sport világában a fogyatékkal élő sportolókat figyelmen kívül hagyják teljesítményigényeikkel. Sokan speciális felszerelést igényelnek, hogy biztosítsák a kényelmet és a csúcsteljesítményt az általuk kedvelt sportágak során. A helyi paralimpiai kosárlabdacsapatnak, az Austin River City Rec'cers -nek sok olyan tagja van, akik fizikai nehézségekkel küzdenek, mint például a gerincvelő sérülései, amputációk, izombetegségek és stroke. Mivel egy ilyen sportolónak nem volt felszerelése, csapatunk úgy döntött, hogy egy adott amputáltra összpontosít a csapatban, aki elvesztette a kezét. A játékos védőburkolattal fedte túlélő végtagját ragasztószalaggal, de ez a megoldás nem újrafelhasználható, pazarló és kevésbé hatékony, mint a többi megoldás, amiket amputáltársaim használtak a sportvilágban.

Ötletelés

Csapatunkat vonzotta ez a probléma, mivel személyes kapcsolataink vannak az Austin River City Rec'cers -szel, és szenvedélyesen segítettünk egy olyan szervezetnek, amelyet teljes mértékben támogatunk. Csapatunk egyik tagjának van egy szülője, aki a csapatban játszik, és ő maga is rendkívül befolyásos volt a nonprofit önkéntes munkájával, weboldaluk létrehozásával és számos versenyjátékuk lebonyolításával. A játékosok a családjává váltak, és részvételével nagy problémának volt szemtanúja, amelyet elhatározott a Cornerstone során biztosított erőforrásokkal. Miután bemutattuk az ötletet másik csapattagjának, és segítséget kaptunk a készítő-mentoroktól, befejeztünk egy 6-3-5 workshopot társainkkal, ahol ötleteket kaptunk arról, hogyan javíthatnánk termékeinken és különböző erőforrásainkon, amelyeket nem gondoltunk volna még. Ezután elkészültünk egy kutatási és tervezési csomaggal, hogy értékeljük a javasolt projektünk hatékonyságát a következő kategóriákban: Automatizálás, Elektromos, Mechanikai, Szerkezeti és Szenvedély. Visszatekintve ezekre az erőforrásokra és elmélkedve a szervezethez fűződő kapcsolatunkon, úgy döntöttünk, hogy a sportolókra vonatkozó eredeti elképzelésünkkel továbblépünk.

Megoldásunk

Megfogalmaztunk egy olyan 3D nyomtató építésének ötletét, amely a sportolók számára sapkákat nyomtat a TPU szálból, amely rugalmasabb és tartósabb, mint az általánosan használt PLA szálak. Célunk olyan termék programozása és gyártása volt, ahol a nyomtató automatikusan kinyomtatott egy védőhüvelyt, amelyet különböző méretekben testre szabhat, hogy tökéletesen illeszkedjen a sportolóhoz. Célunk egy olyan mikroprocesszor (Printerbot) programozása volt, amely különböző motorrendszereket vezérel, és végállás-leállító érzékelőkkel szabályozható biztonsági óvintézkedésként a nyomtatás során. Korlátozott kiadásaink és a meglévő nyomtatók alkatrészeinek felhasználásának lehetősége miatt a projektünk a 200–300 dolláros költségvetés alatt maradt, és kielégítette ügyfeleink igényeit azáltal, hogy hatékony és kényelmes megoldást nyújtott, amely könnyen elosztható volt a paralimpiai világban.

Kellékek

Rögzítők / csavarok

M8 anya- 100

M8 alátét- 100 (2. rendelés)

M3x20 csavar- 50 (2. rendelés)

M3 anya- 50

M3x10 csavar- 6 (a link egy 50 darabos csomag)

M3x8 grub (aka készlet) csavar- 2

#10 x 1 laposfejű Phillips fémlemez csavarok- 4 (100 db-os csomag)

Csapágyak

608 görkorcsolya csapágyak- 3-4

LM8UU lineáris csapágyak- 10-11 (2. sorrend)

Menetes rudak

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

Vásároljon 5 métert, és vágjon ennek megfelelően

Sima rudak

350mm 8mm- 2 (2. rendelés)

405 mm 8 mm- 2 (rendelés 2 és vágás 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (80 mm-es vágás)

Övek

840 mm-es GT2 fogasszíj- 1

900 mm-es GT2 fogasszíj- 1

16 fogú szíjtárcsák a GT2 övekhez- 2

Itt egy link az övkészlethez az amazonon (ennek megfelelően vágva)

3D nyomtató fájlok

Keretcsúcs láb- 4

Keretcsúcs láb nélkül- 2

Csatlakozó- 4 (nyomtatás kétszer)

X kocsi- 1

X vége üresjárati- 1

X végmotor- 1

Z motortartó- 2

Övbilincs- 4

Szíjszorító anya tartó- 2

Rúdbilincs- 8

Rúdbilincs- 2

Y motorkonzol- 1

Y persely- 4

Endstop tartó-3

Egyéb:

1,5 cm-es vinil cső, 6,35 mm OD 4,32 mm azonosító (összesen 3 cm)- 2

225x225x6mm rétegelt lemez- 1 (ágy fűtésére)

MK1/MK2 fűtőágy- 1 (200x200 mm ajánlott)

NEMA17 léptetőmotorok- 5

4 hüvelykes cipzár- 50

Mikroprocesszor és kód

Csapatunk frissíti ezt a dokumentumot, miközben fejlesztjük a mikroprocesszorunk kódját

*a fenti ellátási listát a rep rap ajánlotta, de ezt az iterációt teljes mértékben ellenőrizni fogjuk, amint befejezzük nyomtatónkat*

1. lépés: A keret építése

A 3D nyomtató építésének első lépése a keret összeállítása, amely két sima rúdháromszögből áll, amelyeket függőlegesen futó további rudak kötnek össze. Csoportunknak volt szerencséje találni egy már megépített keretet az egyetemen, amelyet azután módosítottunk, hogy a Prusa Mendel Iteration 2 pontos mása legyen, kicserélve azokat a bilincseket, amelyek az y tengelyre merőleges rudat és a sima rudakat összetartották. az x tengelyhez használják. Azok számára, akik maguk építik a keretet, kérjük, látogasson el a Rep Rap weboldalra*, ahol egy speciális rész található, amely részletes utasításokat tartalmaz a vázszerkezet tökéletes felépítéséről és az építéshez szükséges anyagokról (a teljes számításokban szerepel). Fentebb néhány fénykép látható, amelyeken a keret és a szerkezet bizonyos nyomtatott darabjai láthatók, valamint a keretünk, mielőtt azt a Rap Raps verziójához igazították.

*Csoportunk úgy érezte, hogy ez az erőforrás jobb információt ad a keret felépítéséről, akkor mi is tudtuk, mivel nem mi állítottuk össze a nyomtató ezen részét. Nagyon sajnáljuk, hogy ehhez a lépéshez nem tudtuk hozzáadni saját személyes perspektívánkat, mégis úgy érezzük, hogy korlátozzuk az építőket, és bántjuk őket potenciálisan pontatlan információkkal. Ez az oldal mélyen megbízható, és nagyszerű referencia volt építési törekvéseink során.

2. lépés: Az X-tengely felépítése

Anyagok:

Nyomtatott X végű alapjárat

Nyomtatott X végű motor

2 420 mm sima rúd

3 db M3x10 csavar

1 608 csapágy

2 db M8x30 sárvédő/sárvédő alátét

1 db 50 mm -es M8 menetes rúd

2 M8 dió

3 db M8 alátét

3 LM8UU lineáris csapágy

Utasítás

-Fúrja ki az x-end-kiegyenlítő és az x-end motor alkatrészek középső furatát 8 mm-re, és fúrja ki a 4 lyukat, ahová a sima rudakat behelyezi (szükség szerint reszelje le, hogy biztosan illeszkedjenek a lyukba)

-Helyezze az x-end motort balra, az x-end üresjáratot pedig jobbra úgy, hogy "hatszögletű szakaszai" egymással szemben legyenek. Csúsztassa a sima rudakat az üresjáratba.

-Most nézd meg az x kocsid alját, és nézd meg, melyik oldalon vannak hornyok két lineáris csapágyhoz, és melyiknek csak egy nyílása van. Ezt tartsa szem előtt, határozza meg, melyik oldal lesz az elülső és melyik a hátsó, és csúsztassa a megfelelő mennyiségű lineáris csapágyat az egyes rudakra (1 az egyikhez, 2 a másikhoz) tetszése szerint.

-Csatlakoztassa az x-end motort a rúdszerkezetéhez, és győződjön meg arról, hogy a rudak a lehető legmesszebb mennek vissza (lehetőség a teljes átfúrásra, hogy a beállítás és a rögzítés könnyebb legyen, csak további anyák kellenek a rögzítéshez)

A fenti fényképeken látható az összeállításhoz használt két nyomtatott darab, valamint csapatunk jelenlegi haladása az x tengelyen. Bár csoportunk még nem érte el ezt a pontot, az x tengely nincs teljesen összeszerelve, amíg az 50 mm-es menetes rudat az x-végű ütközőre nem helyezik, és a csapágyat nem rögzítik az extruder szalaghoz. További információkért használja az alul linkelt rep rap forrást, és azt tervezzük, hogy folytatjuk az építési folyamat frissítését, amint hozzáférünk az erőforrásokhoz.

3. lépés: A fűtőágy építése

Anyagok:

225x225x6mm rétegelt lemez- 1 (ágy fűtésére)

MK1/MK2 fűtőágy- 1 (200x200 mm ajánlott)

#10 x 1 laposfejű Phillips fémlemez csavarok- 4

Nyomtatott Y perselyek- 4

Utasítás:

- Helyezze az Y-perselyeket (felfelé) a rétegelt lemezre, és győződjön meg arról, hogy a két készlet mindkét oldalán 140 mm-re van egymástól (pontosan a közepétől mérve), és hogy a bal és a jobb oldali távolságuk egyenlő

-Minden persely és rúdcsatornája ugyanúgy fut/néz, hogy a lemez simán futhasson az y tengely rúdjai mentén

-Csavarja le a rétegelt lemezeket, és óvatosan csavarokkal* rögzítse az y-perselyeket, és helyezze azokat a lehető legközelebb az elülső és hátsó oldalakhoz anélkül, hogy a fa megrepedne, mert akkor nem zavarják a fűtőágyat.

-Ha a csavarok felfelé nyúlnak a rétegelt lemezből, akkor forgó pengével ellátott kézifűrész segítségével vághatja le a felesleges fémet, mivel ez veszélyes lehet és korlátozhatja a nyomtató funkcióit

- Ismételt fontos tudnivalók a perselyekről: mindegyiknek ugyanúgy kell néznie, és a rétegelt lemez elülső és hátsó oldalától mért távolság nem csak a bal és a jobb oldali, valamint a perselyek közötti távolság (szintén balról jobb)

-Mérje meg a fűtőágyat az ágy két ellentétes szélén (balra és jobbra, vagy elöl és hátul) harmadokra, és fúrjon két 8 mm -es lyukat a vonalakon (ha az ajánlott 200x200 mm -t használja, akkor körülbelül 7 cm -t fúrjon mindkét oldalról és olyan közel lehetőleg a szélét)- amint az a fenti fényképek egyikén látható

-Vonjuk ki a fűtőágy és a rétegelt lemez közötti hosszkülönbséget, osztjuk kettővel, és mérjük meg a rétegelt lemez mindkét oldaláról ezzel a számmal, hogy a fűtőágy tökéletesen a fa közepén legyen. (az ilyen módszerekkel történő jelölés látható a fenti fényképek egyikén is

-Rögzítse az ágyat és a fát, miközben rögzíti az eladott felülethez, és csavarja be a 4 laposfejű Phillips lemezcsavar segítségével

*Csapatunk nem ismeri azt a csavar méretét és típusát, amelyet az y-perselyek rétegelt lemezhez való rögzítésére használtak, de amint visszatérünk a gyártó helyére és hozzáférünk a nyomtatóhoz, kitaláljuk a típust csavarja ki és frissítse az oldalt. Köszönjük megértését

4. lépés: Az Y tengely felépítése

Anyagok:

Összeszerelt fűtőágy (az utolsó lépésből)

Összeszerelt keret

Nyomtatott övbilincsek-2

840 mm × 5 mm -es T5 -ös vezérműszíj

NEMA17 léptetőmotorok-1

16 fogú szíjtárcsa a GT2 övekhez- 1

4 hüvelykes cipzár- 4

Utasítás:

-Gyűjtse össze az összeszerelt fűtőágyat, az övbilincset és 2 csavart, amelyek illeszkednek az övbilincsek furatába*. Fordítsa meg a fűtőágyat, és vonalzó segítségével mérje meg és helyezze az övbilincset a rétegelt lemez elülső oldalára/szélére (helyezze a lehető legközelebb a széléhez). Most csúsztassa be a 840 mm -es öv egyik szélét az öv résbe úgy, hogy a fogai felfelé nézzenek. Rögzítse az övet csavarokkal.

- Miután meggyőződött arról, hogy a két sima rúd 140 mm-re van egymástól (a fenti képen látható módon), fordítsa a fűtőágyat a jobb oldalára, és pattintsa a fűtött ágy y-perselyét a rudakra.

-Ha bármilyen probléma merül fel a rögzítéssel a rudak eltérő távolsága miatt, akkor beállíthatja azok elhelyezését az anyák meglazításával és a rúdbilincsek elmozdításával a menetes rudakon, amelyekhez az y tengelyű rudak vannak rögzítve.

- Ha a fűtőágy simán el tud csúszni a rudak mentén, fordítsa oldalra a nyomtatót. Ezután hajtson át minden perselyen egy cipzárat a kis átjárón minden nyomtatott perselen és a rúd körül, amelyhez rögzítve van, majd húzza szorosan

- Most, hogy az ágya rögzítve van, a nyomtatót normál helyzetébe fordíthatjuk, és ideiglenesen rögzíthetjük az y tengelyes léptetőmotort (ez a legtávolabbi csapatunk ebben a konkrét lépésben). Csúsztassa a léptetőmotort az y motorkonzolba, és szükség szerint rögzítse a 16 fogú szíjtárcsát.

- Most, hogy meggyőződött arról, hogy az y tengely csapágyai tökéletesen illeszkednek, tekerje fel a fűtőágyhoz rögzített szíjat az első csapágy és a motorhoz rögzített szíjtárcsa körül. Ezután húzza szorosan a fűtőágy alá, és tekerje körbe a második csapágyat, ügyelve arra, hogy mindkét csapágyon a szíj fogazott oldala érintse a csapágyat, és hogy a fogak tökéletesen illeszkedjenek a motor szíjtárcsájához.

- A kényelem érdekében csúsztassa az ágyat egészen az övrendszer motor végéhez. Most ugyanúgy, mint korábban, mérje meg és helyezze az övbilincset a rétegelt lemez hátsó oldalán középre úgy, hogy a lehető legközelebb legyen a széléhez. Húzza meg szorosan az öv szélét, és rögzítse a helyén (szükség esetén vágja le a felesleget). Most az ágynak kis erővel kell csúsznia, ugyanakkor jól rögzítve is kell lennie.

*Csapatunk nem ismeri a csavarok méretét és típusát, amelyekkel rögzítették az övbilincseket a rétegelt lemezhez, de amint visszatértünk a gyártótérbe, és hozzáférünk a nyomtatóhoz, kitaláljuk, hogy milyen típusú csavarja és frissítse az oldalt. Köszönjük megértését

5. lépés: Továbblépés…

Építési folyamatunkat lezárták a közelmúltbeli járvány miatt, de amint hozzáférünk projektünkhöz és anyagainkhoz, tervezzük befejezni a nyomtatót, és átadni az Austin River City Rec'cersnek. Ennek ellenére rengeteg tennivalónk van még a cél elérése előtt, ezért az alábbiakban felsoroljuk, hogy mit kell még tenni.

-Rögzítse a függőleges keretrészeket a motortartókhoz és a rúd mindkét végéhez, amelyek merőlegesen futnak az y tengelyre (használjon rúdbilincseket)

-Az X tengely összeszerelésének befejezése: azt tervezzük, hogy rögzítjük az extruder szalag csapágyát, majd rögzítenünk kell a léptetőmotort és az extrudert, amelyet az egyik gyártó mentorunk biztosított (opcionális: extruder ventilátort tartalmaz az izzószálhoz)

-Az izzószál biztonságos rögzítésének módja (opciók: kialakítás és nyomtatókerék, amely akár feszültségbe illeszkedhet, akár kilóghat a keretből)

-Teljes Z-tengely: a 210 mm-es menetes rudakat a két z-tengelyes motorhoz kell csatlakoztatnunk a csatlakozókkal és a vinilcsövekkel

- Rögzítse a végütközőket/ végütközőket minden tengelyhez (egyenként 1 db)

- Biztonságos printerbot mikroprocesszor cipzárral a keret egyik oldalához

-Programozás: csatlakoztassa az összes végütközőt, a léptetőmotorokat és a fűtőtestet a printerbot mikroprocesszorhoz. Keresse meg a 2. prusa -iteráció meglévő kódját (használja a rep rap -t forrásként), és szükség esetén módosítsa

Elnézést kérünk a befejezetlen projektünk kellemetlenségeiért, de reméljük, hogy a nyári hónapokban is folytatjuk a munkát, és megígérjük, hogy a nyomtató fejlesztése/ befejezése során frissítjük ezt az oldalt.

6. lépés: Források

Csapatunk követte az építési folyamatot és az anyagok listáját, amelyet a Rep Rap webhely biztosított. Részletes utasításokat tartalmaznak a Prusa nyomtató ezen iterációjának minden vonatkozásában, és webhelyük rendkívül könnyen követhető. Ennek ellenére az alábbiakban találhatók a webhely főoldalára mutató hivatkozások, de az összeszereléssel, kellékekkel stb. Kapcsolatos információk legfontosabb oldalai is.

3D nyomtatófájlok (a metrikus-prusa fül alatti fájlokat használtuk)

Rep Rap "anyagjegyzék"

Rep Rap nyomtatószerelvény

Csapatunk tartalmazni szeretne egy linket az Austin River City Rec'cers webhelyére (a szervezet, amelynek célja a termékünkkel való segítségnyújtás volt), hogy többet megtudjon a csapat céljáról és a játékosokról. Itt is adományozhat, hogy segítse a csapatot az éves költségeiben, mivel minden hozzájárulás nagy szükség és elismerés.