Prosthetic Cap 3D Printer: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Pangkalahatang-ideya

Sa mundo ng palakasan, ang mga atleta na may mga kapansanan ay hindi napapansin sa kanilang mga pangangailangan sa pagganap. Marami ang nangangailangan ng dalubhasang kagamitan upang matiyak ang ginhawa at rurok ng pagganap habang naglalaro ng isports na gusto nila. Ang lokal na koponan ng Paralympic basketball, The Austin River City Rec'cer, ay mayroong maraming mga miyembro ng koponan na nagdurusa sa pisikal na paghihirap, tulad ng mga pinsala sa utak ng galugod, pinutol, mga sakit sa kalamnan, at stroke. Dahil sa kakulangan ng kagamitan na ginawa upang matulungan ang naturang atleta, nagpasya ang aming koponan na mag-focus sa isang tukoy na amputee sa koponan na nawala ang kanyang kamay. Tinakpan ng manlalaro ang kanyang nakaligtas na paa ng duct-tape para sa proteksyon, ngunit ang solusyon na ito ay hindi magagamit muli, maaksaya, at hindi gaanong epektibo pagkatapos ang iba pang mga solusyon ay ginamit ang aking mga kapwa amputees sa mundo ng palakasan.

Brainstorming

Ang aming koponan ay naakit sa problemang ito dahil mayroon kaming mga personal na koneksyon sa Austin River City Rec'cer at masigasig sa pagtulong sa isang samahan na lubos naming sinusuportahan. Ang isa sa mga miyembro ng aming koponan ay may isang magulang na naglalaro para sa koponan at siya mismo ay naging napaka-impluwensyado sa kanyang boluntaryong gawain para sa non-profit, pag-set up ng kanilang website at pagpapatakbo ng marami sa kanilang mga laro sa paligsahan. Ang mga manlalaro ay naging kanyang pamilya at sa pamamagitan ng kanyang paglahok nasaksihan niya ang isang malaking problema na siya ay determinadong malutas sa mga mapagkukunang ibinigay sa panahon ng Cornerstone. Matapos maipakita ang ideya sa kanyang iba pang miyembro ng koponan at makakuha ng input mula sa aming mga tagagawa ng mentor, nakumpleto namin ang isang 6-3-5 na pagawaan kasama ang aming mga kapantay para sa mga ideya kung paano mapabuti ang aming produkto at iba't ibang mga mapagkukunan na maaari naming magamit na hindi namin naisip ng pa Pagkatapos ay nagpatuloy kami upang makumpleto ang isang packet ng Pananaliksik at Disenyo upang i-rate ang pagiging epektibo ng aming ipinanukalang proyekto sa mga sumusunod na kategorya: Automation, Electrical, Mechanical, Structural, And Passion. Sa pagbabalik tanaw sa mga mapagkukunang ito at pagsasalamin sa koneksyon na mayroon kami sa samahan, nagpasya kaming magpatuloy sa aming orihinal na ideya para sa mga atleta.

Ang aming Solusyon

Binuo namin ang ideya ng pagbuo ng isang 3D printer na mag-print ng mga takip para sa mga atleta sa labas ng TPU filament, na kung saan ay mas may kakayahang umangkop at matibay pagkatapos ng karaniwang ginagamit na filament ng PLA. Ang aming layunin ay upang programa at bumuo ng isang produkto kung saan ang printer ay awtomatikong mag-print ng isang proteksiyon manggas na maaaring ipasadya sa iba't ibang laki upang magkasya perpektong ang atleta. Nilalayon naming mag-program ng isang microprocessor (Printerbot) na makokontrol ang iba't ibang mga sistema ng motor at makokontrol ng mga end-stop sensor bilang isang pag-iingat sa kaligtasan sa panahon ng pag-print. Dahil sa aming limitadong paggastos at kakayahang gumamit ng mga bahagi mula sa mga umiiral na mga printer, ang aming proyekto ay nanatili sa ibaba ng badyet na $ 200- $ 300 at natutugunan ang mga hinihingi ng aming kliyente sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang mabisa at maginhawang solusyon na madaling maipamahagi sa buong mundo ng Paralympic.

Mga gamit

Mga Fastener / Screw

M8 Nut- 100

M8 Washer- 100 (order 2)

M3x20 bolt- 50 (order 2)

M3 Nut- 50

M3x10 Bolt- 6 (ang link ay isang pack na 50)

M3x8 grub (aka set) tornilyo- 2

# 10 x 1 Flat Head Phillips Sheet Metal Screws- 4 (pack ng 100)

Mga bearings

608 Roller Skate Bearings- 3 hanggang 4

Mga Linear Bearing ng LM8UU- 10 hanggang 11 (order 2)

Threaded Rods

370mm 8mm- 6

300mm 8mm- 4

450mm 8mm- 3

210mm 8mm- 2

50mm 8mm-1

Bumili ng 5 metro at gupitin nang naaayon

Makinis na Tungkod

350mm 8mm- 2 (order 2)

405mm 8mm- 2 (order 2 at gupitin ang 1mm)

420mm 8mm- 2 (gupitin ang 80 mm)

Sinturon

840mm GT2 may ngipin na sinturon- 1

900mm GT2 may ngipin na sinturon- 1

16-pulley ng ngipin upang magkasya GT2 sinturon- 2

Narito ang isang link sa isang belt kit sa Amazon (gupitin nang naaayon)

Mga 3D Printer File

Ang vertex ng frame na may paa- 4

Ang vertex ng frame na walang paa- 2

Coupling- 4 (i-print nang dalawang beses)

X karwahe- 1

X end idler- 1

X end motor- 1

Z motor mount- 2

Clamp ng sinturon- 4

May hawak ng bewang ng clamp nut- 2

Bar clamp- 8

Rod clamp- 2

Y motor bracket- 1

Y bushing- 4

May-hawak ng endstop-3

Iba pa:

1.5cm vinyl tubing, 6.35mm OD 4.32mm ID (3cm kabuuan) - 2

225x225x6mm playwud- 1 (para sa pagpainit ng kama)

MK1 / MK2 Heating Bed- 1 (inirerekumenda ang 200x200mm)

NEMA17 stepper motors- 5

4 pulgada na mga Zip-ties- 50

Microprocessor at Code

I-a-update ng aming koponan ang dokumentong ito habang binubuo namin ang code para sa aming microprocessor

* Ang listahan ng supply sa itaas ay inirerekomenda ng rep rap ngunit ganap na mapatunayan para sa pag-ulit na ito sa sandaling matapos namin ang aming printer *

Hakbang 1: Pagbuo ng Frame

Ang unang hakbang sa pagbuo ng 3D printer ay ang pag-iipon ng frame nito na binubuo ng dalawang makinis na mga triangles ng pamalo na konektado ng mga karagdagang pamalo na tumatakbo nang patayo. Ang aming pangkat ay pinalad na makahanap ng isang nakabalangkas na frame sa aming campus, na binago namin upang maging isang eksaktong kopya ng Prusa Mendel Iteration 2 sa pamamagitan ng pagbabago ng mga clamp na magkasama sa bar na patayo sa y-axis at ang mga makinis na tungkod ginamit para sa x-axis. Para sa mga nagtatayo mismo ng frame, mangyaring i-access ang Rep Rap Website * na may isang tukoy na seksyon na nagbibigay ng detalyadong mga tagubilin sa kung paano mabuo ang istraktura ng frame upang ito ay perpekto at ang mga kinakailangang materyal para sa pagbuo (kasama sa aming kabuuang mga kalkulasyon). Sa itaas ay ang ilang mga larawan na nagtatampok ng ilang mga naka-print na piraso ng frame at ang konstruksyon, pati na rin ang aming frame bago ito binago upang magkasya sa bersyon ng Rep Raps.

* Nadama ng aming pangkat na ang mapagkukunang ito ay nagbigay ng mas mahusay na impormasyon sa pagtatayo ng frame pagkatapos ay magagawa namin dahil hindi namin itinayo ang aspektong ito ng printer mismo. Humihingi kami ng labis na pasensya na hindi namin maidagdag ang aming sariling personal na pananaw sa hakbang na ito, ngunit sa palagay namin ay nililimitahan namin ang mga tagapagtayo at saktan sila ng mga potensyal na hindi tumpak na impormasyon na ibinigay namin. Ang site na ito ay maaaring lubos na pagkatiwalaan at naging isang mahusay na sanggunian sa buong aming mga pagsusumikap sa pagbuo.

Hakbang 2: Pagbuo ng X-Axis

Mga Materyales:

Naka-print X end Idler

Naka-print X end Motor

2 420mm makinis na mga tungkod

3 M3x10 bolts

1 608 tindig

2 M8x30 fender / mudguard washers

1 50mm M8 na sinulid na tungkod

2 M8 na mani

3 mga tagapaghugas ng M8

3 LM8UU Linear Bearings

Panuto

- I-drill ang gitnang butas ng mga bahagi ng x-end-idler at x-end-motor sa 8mm at i-drill ang 4 na butas kung saan ipapasok ang mga makinis na tungkod (file kung kinakailangan upang matiyak na maaari silang magkasya nang mabilis sa butas)

- Ilagay ang x-end motor sa kaliwa at ang x-end idler sa kanan kasama ang kanilang "hexagonal section" na magkaharap. I-slide ang mga makinis na tungkod sa tamad.

-Ngayon tingnan sa ilalim ng iyong x karwahe at tingnan kung aling panig ang may mga puwang para sa dalawang guhit na gulong at kung alin ang mayroon lamang isang puwang. Ang pag-iingat nito ay alamin, alamin kung aling panig ang magiging harap at alin ang magiging likuran, at i-slide ang tamang dami ng mga guhit na gulong sa bawat pamalo (1 para sa isa, 2 para sa iba pa) alinsunod sa iyong kagustuhan.

-Kabitin ang x-end motor sa iyong set-up na pamalo at siguraduhing bumalik ang mga pamalo hangga't kinakailangan (pagpipilian upang ganap na mag-drill upang mas madali ang pagsasaayos at pagkakabit, kailangan lang ng karagdagang mga mani upang ma-secure)

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas ang dalawang naka-print na piraso para sa pagpupulong na ito at kasalukuyang pag-unlad ng aming koponan sa x-axis. Bagaman hindi pa naabot ng aming grupo ang puntong ito, ang x-axis ay hindi kumpleto na naipon hanggang ang 50 mm na sinulid na pamalo ay inilalagay sa x-end idler at ang tindig ay nakakabit para sa extruder belt. Gamitin ang mapagkukunan ng rep rap na naka-link sa ibaba para sa karagdagang impormasyon, at plano naming magpatuloy sa pag-update ng proseso ng pagbuo sa sandaling magkaroon kami ng pag-access sa mga mapagkukunan.

Hakbang 3: Pagbuo ng Heating Bed

Mga Materyales:

225x225x6mm playwud- 1 (para sa pagpainit ng kama)

MK1 / MK2 Heating Bed- 1 (inirerekumenda ang 200x200mm)

# 10 x 1 Flat Head Phillips Sheet Metal Screws- 4

Naka-print na Y Bushings- 4

Mga tagubilin:

- Ilagay ang Y-bushings (nakaharap pataas) sa piraso ng playwud at siguraduhin na ang dalawang mga hanay sa bawat panig ay sumusukat ng 140mm mula sa isa't isa (sukatin mula sa eksaktong gitna) at ang kanilang mga distansya mula sa kaliwa at kanang panig ay pantay

-Lahat ng mga bushings at kanilang mga rod channel ay tatakbo / nakaharap sa parehong paraan upang ang plato ay maaaring tumakbo nang maayos kasama ang y-axis rods

-Clamp down playwud at maingat na gumamit ng mga turnilyo * upang ikabit ang mga y-bushing, ilagay ang mga ito malapit sa harap at likod na mga gilid hangga't maaari nang walang pag-crack ng kahoy dahil hindi sila makagambala sa pagpainit na kama.

-Kung ang mga turnilyo ay lumalabas paitaas mula sa playwud, maaari kang gumamit ng isang handsaw na may isang umiikot na talim upang maputol ang labis na metal dahil maaaring mapanganib at limitahan ang mga pagpapaandar ng printer

- Paulit-ulit na Mahalagang Impormasyon para sa mga bushings: lahat sila ay dapat na nakaharap sa parehong paraan, at ang kanilang distansya mula sa harap at likod na mga gilid ng playwud ay hindi mahalaga ang kaliwa at kanan lamang at ang distansya sa pagitan ng mga bushings (tumatakbo din pakaliwa sa kanan)

-Sukatin ang iyong pagpainit na kama sa ikatlo sa dalawang kabaligtaran na gilid ng kama (alinman sa kaliwa at kanan o harap at likod) at mag-drill ng dalawang butas na 8mm sa mga linya (kung gumagamit ng inirekumendang 200x200mm, mag-drill tungkol sa 7 cm mula sa bawat panig at malapit sa ang gilid hangga't maaari) - tulad ng ipinakita sa isa sa mga larawan sa itaas

-Bawasan ang pagkakaiba ng haba ng pagpainit na kama sa playwud, hinati ito sa dalawa, at sukatin mula sa bawat gilid ng playwud na may bilang na iyon upang ang iyong pagpainit na kama ay perpektong nasa gitna ng kahoy. (ang pagmamarka gamit ang mga pamamaraang iyon ay maaari ding makita sa isa sa mga larawan sa itaas

-Clamp magkasama ang kama at kahoy habang ina-secure din ito sa isang nabentang ibabaw, at i-tornilyo gamit ang 4 Flathead Phillips Sheet Metal Screws

* Hindi alam ng aming koponan ang tiyak na laki at uri ng tornilyo na ginamit upang ma-secure ang mga y-bushings sa playwud, ngunit sa sandaling bumalik kami sa puwang ng gumagawa at may access sa printer, malalaman namin ang uri ng tornilyo at i-update ang pahina. Maraming salamat sa iyong pagkaunawa

Hakbang 4: Pagbuo ng Y-Axis

Mga Materyales:

Pinagsama ang pagpainit na kama (mula sa huling hakbang)

Pinagsama na frame

Naka-print na Clamp Belt-2

840mm × 5mm T5 pitch timing belt

NEMA17 stepper motors-1

16-pulleys ng ngipin upang magkasya GT2 sinturon- 1

4 pulgada na Mga zip-kurbatang- 4

Mga tagubilin:

-Tipunin ang iyong pinagsamang pagpainit na kama, isang sinturon ng sinturon, at 2 mga turnilyo na magkakasya sa mga butas ng clamp ng belt *. I-flip ang higaan ng pag-init at paggamit ng isang pinuno, sukatin at ilagay ang sinturon sa gitna sa harap na gilid / gilid ng playwud (ilagay ito malapit sa gilid hangga't maaari). I-slide ngayon ang isang gilid ng 840mm belt sa slot ng sinturon na nakaharap ang mga ngipin. I-secure ang sinturon gamit ang mga turnilyo.

- Matapos matiyak na ang dalawang makinis na tungkod ay 140mm bukod sa isa't isa (tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas), i-flip ang pampainit na kama sa kanang bahagi nito at i-snap ang y-bushings ng pinainit na kama sa mga pamalo.

-Kung may anumang problema sa pagkakabit dahil sa magkakaibang distansya sa mga rod, maaari mong ayusin ang kanilang pagkakalagay sa pamamagitan ng pag-loosening ng mga mani at paglilipat ng mga bar clamp sa mga sinulid na tungkod kung saan nakakabit ang mga y-axis rod.

- Kapag ang pagpainit na kama ay maaaring maayos na dumulas sa mga rod, i-flip ang printer sa tagiliran nito. Pagkatapos sa bawat bushing, magpatakbo ng isang zip-tie sa pamamagitan ng maliit na daanan sa bawat naka-print na bushing at sa paligid ng baras na nakakabit nito, pagkatapos ay hilahin hanggang masikip

- Ngayon na na-secure ang iyong kama, maaari naming i-flip ang printer sa normal na posisyon nito at pansamantalang i-secure ang y-axis stepper motor (ito ang pinakamalayo na nakuha ng aming koponan sa tukoy na hakbang na ito). I-slide ang stepper motor sa bracket ng motor at ikabit ang 16 na sinturon ng sinturon na higpitan kung kinakailangan.

- Ngayon kapag natiyak mo na ang iyong mga bearings ng sinturon para sa y-axis ay perpektong nakapila, balutin ang sinturon na nakakabit sa pagpainit na kama sa paligid ng parehong unang tindig at ang kalo na nakakabit sa motor. Pagkatapos ay hilahin ito nang mahigpit sa ilalim ng higaan ng pag-init at ibalot ito sa ikalawang tindig, siguraduhin na sa parehong mga gulong ng gilid ng ngipin ang sinturon ay hinahawakan ang tindig at ang mga ngipin ay perpektong umaangkop sa kalo ng motor.

- Para sa kaginhawaan, i-slide ang kama hanggang sa dulo ng motor ng system ng sinturon. Kapareho ngayon ng dati mong ginawa, sukatin at ilagay ang sinturon ng sinturon sa gitna sa likurang bahagi ng playwud na kasama nito malapit sa gilid hangga't maaari. Mahigpit na hilahin ang gilid ng sinturon at i-secure ito sa lugar (putulin ang anumang labis kung kinakailangan). Ngayon ang kama ay dapat na dumulas na may maliit na puwersa ngunit mahusay din na ikinabit.

* Hindi alam ng aming koponan ang tiyak na laki at uri ng tornilyo na ginamit upang ma-secure ang mga clamp ng sinturon sa playwud, ngunit sa sandaling bumalik kami sa puwang ng gumagawa at may access sa printer, malalaman namin ang uri ng i-tornilyo at i-update ang pahina. Maraming salamat sa iyong pagkaunawa

Hakbang 5: Pagpapatuloy…

Ang aming proseso ng gusali ay nabawasan dahil sa kamakailang pandemya, ngunit sa sandaling magkaroon kami ng access sa aming proyekto at mga materyales, balak naming kumpletuhin ang printer at ibigay ito sa mga Austin River City Rec'cer. Sinasabi na, marami pa kaming makukumpleto bago makamit ang aming layunin, kaya sa ibaba ay isang listahan ng kung ano ang kailangan pang gawin.

-Kabitin ang mga piraso ng patayong frame sa mga may hawak ng motor at sa bawat dulo ng tungkod na tumatakbo patayo sa y-axis (gumamit ng mga clamp ng bar)

-Finish Assembling ang X-axis: plano namin ang pag-secure ng tindig para sa extruder belt, pagkatapos ay dapat naming ikabit ang stepper motor at ang extruder na ibinigay sa amin ng isa sa aming mga mentor ng gumagawa (opsyonal: isama ang extruder fan para sa filament)

-Figure out na paraan upang ma-secure ang filament sa ligtas na paraan (mga pagpipilian: disenyo at pag-print ng gulong na maaaring umangkop sa o pag-igting mula sa frame)

-Kumpleto ang Z-axis: kailangan naming ikabit ang 210mm na sinulid na mga tungkod sa dalawang mga motor na z-axis na may mga pagkabit at vinyl tubing

- Ikabit ang mga may hawak ng pagtatapos / pagtigil sa bawat axis (1 bawat isa)

- Secure ang printerbot microprocessor na may mga kurbatang zip sa isang mukha ng frame

-Programming: ikonekta ang lahat ng mga hintuan ng pagtatapos, mga stepper motor, at ang heater bed sa printerbot microprocessor. Maghanap ng mayroon nang code para sa prusa iteration 2 (gamitin ang rep rap bilang mapagkukunan) at baguhin kung kinakailangan

Humihingi kami ng paumanhin para sa abala ng aming hindi natapos na proyekto, subalit inaasahan naming magpatuloy sa pagtatrabaho nito sa mga buwan ng tag-init at nangangakong i-update ang site na ito habang pinapabuti / natatapos namin ang aming printer.

Hakbang 6: Mga Pinagmulan

Sinundan ng aming koponan ang proseso ng pagbuo at listahan ng mga materyales na ibinigay ng Rep Rap Website. Nagtatampok ang mga ito ng detalyadong tagubilin sa bawat aspeto ng pag-ulit na ito ng Prusa Printer at ang kanilang site ay napakadaling sundin. Sinabi na, sa ibaba ay ang mga link sa pangunahing pahina ng site ngunit pati na rin ang mga pangunahing pahina para sa impormasyon sa pagpupulong, mga supply, atbp.

Mga 3D Printer Files (ginamit namin ang mga file sa ilalim ng tab na metric-prusa)

Rep Rep "Bill of Materials"

Rep Rap Printer Assembly

Nais din ng aming koponan na magsama ng isang link sa website ng Austin River City Rec'cer (ang samahang nilayon naming tulungan sa aming produkto) upang malaman ang higit pa tungkol sa layunin at mga manlalaro ng koponan. Maaari ka ring magbigay ng donasyon dito upang matulungan ang koponan sa kanilang taunang gastos dahil ang anumang kontribusyon ay parehong kinakailangan at pinahahalagahan.