Máy in 3D nắp giả: 6 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:14

Tổng quat

Trong thế giới thể thao, các vận động viên khuyết tật bị coi thường với nhu cầu biểu diễn của họ. Nhiều người yêu cầu thiết bị chuyên dụng để đảm bảo sự thoải mái và hiệu suất cao nhất khi chơi các môn thể thao mà họ yêu thích. Đội bóng rổ Paralympic địa phương, The Austin River City Rec' Cancer, có nhiều thành viên trong đội phải chịu đựng những khó khăn về thể chất, chẳng hạn như chấn thương tủy sống, cắt cụt chi, các bệnh về cơ và đột quỵ. Do thiếu thiết bị được thiết kế để giúp một vận động viên như vậy, đội chúng tôi quyết định tập trung vào một người cụt tay cụ thể của đội bị mất tay. Người chơi đã che phần chi còn sống của mình bằng băng keo để bảo vệ, tuy nhiên giải pháp này không thể tái sử dụng, lãng phí và kém hiệu quả hơn so với các giải pháp khác đã sử dụng những người bị cụt tay của tôi trong thế giới thể thao.

Động não

Nhóm của chúng tôi đã bị cuốn hút vào vấn đề này vì chúng tôi có mối quan hệ cá nhân với Người tái nghiện ở Thành phố sông Austin và rất đam mê giúp đỡ một tổ chức mà chúng tôi hoàn toàn ủng hộ. Một trong những thành viên trong nhóm của chúng tôi có cha mẹ chơi cho đội và bản thân cô ấy đã rất có ảnh hưởng với công việc tình nguyện của mình cho tổ chức phi lợi nhuận, thiết lập trang web của họ và điều hành nhiều trò chơi giải đấu của họ. Những người chơi đã trở thành gia đình của cô ấy và thông qua sự tham gia của cô ấy, cô ấy đã chứng kiến một vấn đề lớn mà cô ấy quyết tâm giải quyết bằng các nguồn lực được cung cấp trong Cornerstone. Sau khi trình bày ý tưởng với thành viên khác trong nhóm của cô ấy và nhận được ý kiến đóng góp từ các nhà sản xuất-cố vấn của chúng tôi, chúng tôi đã hoàn thành hội thảo 6-3-5 với các đồng nghiệp của mình để tìm ý tưởng về cách cải thiện sản phẩm và các nguồn lực khác nhau mà chúng tôi có thể sử dụng mà chúng tôi chưa nghĩ đến của chưa. Sau đó, chúng tôi tiếp tục hoàn thành gói Nghiên cứu và Thiết kế để đánh giá mức độ hiệu quả của dự án được đề xuất của chúng tôi trong các hạng mục sau: Tự động hóa, Điện, Cơ khí, Kết cấu và Đam mê. Nhìn lại những nguồn lực này và suy nghĩ về mối liên hệ mà chúng tôi có với tổ chức, chúng tôi quyết định tiếp tục với ý tưởng ban đầu dành cho các vận động viên.

Giải pháp của chúng tôi

Chúng tôi hình thành ý tưởng xây dựng một máy in 3D có thể in mũ cho các vận động viên từ dây tóc TPU, linh hoạt và bền hơn so với dây tóc PLA thường được sử dụng. Mục tiêu của chúng tôi là lập trình và chế tạo một sản phẩm trong đó máy in sẽ tự động in áo bảo hộ có thể được tùy chỉnh với các kích cỡ khác nhau để vừa vặn hoàn hảo với vận động viên. Chúng tôi nhằm mục đích lập trình một bộ vi xử lý (Printerbot) sẽ điều khiển các hệ thống động cơ khác nhau và được điều chỉnh bởi các cảm biến dừng như một biện pháp phòng ngừa an toàn trong quá trình in. Do chi tiêu hạn chế của chúng tôi và khả năng sử dụng các bộ phận từ các máy in hiện có, dự án của chúng tôi duy trì dưới ngân sách từ $ 200 đến $ 300 và đáp ứng nhu cầu của khách hàng bằng cách cung cấp một giải pháp hiệu quả và tiện lợi có thể dễ dàng phân phối trên khắp thế giới Paralympic.

Quân nhu

Chốt / Vít

M8 Nut- 100

Máy giặt M8- 100 (đặt hàng 2)

Bu lông M3x20- 50 (đặt hàng 2)

Đai ốc M3- 50

M3x10 Bolt- 6 (liên kết là một gói 50)

Vít M3x8 grub (còn gọi là bộ)- 2

# 10 x 1 Vít kim loại tấm Phillips đầu phẳng- 4 (gói 100)

Vòng bi

608 Vòng bi trượt lăn- 3 đến 4

Vòng bi tuyến tính LM8UU- 10 đến 11 (đặt hàng 2)

Thanh ren

370mm 8mm- 6

300mm 8mm- 4

450mm 8mm- 3

210mm 8mm- 2

50mm 8mm-1

Mua 5 mét và cắt cho phù hợp

Que mịn

350mm 8mm- 2 (đặt hàng 2)

405mm 8mm- 2 (đặt hàng 2 và cắt 1mm)

420mm 8mm- 2 (cắt 80 mm)

Thắt lưng

Dây đai răng 840mm GT2- 1

Đai răng 900mm GT2- 1

Ròng rọc 16 răng để lắp đai GT2- 2

Đây là một liên kết đến một bộ dây đai trên amazon (cắt cho phù hợp)

Tệp máy in 3D

Khung đỉnh có chân- 4

Đỉnh khung không có chân- 2

Khớp nối- 4 (in hai lần)

Dòng chữ X- 1

X end idler- 1

X cuối động cơ- 1

Z motor mount- 2

Kẹp đai- 4

Giá đỡ đai ốc kẹp đai- 2

Thanh kẹp- 8

Kẹp que- 2

Giá đỡ động cơ Y- 1

Ống lót Y- 4

Giá đỡ Endstop-3

Khác:

Ống vinyl 1,5cm, 6,35mm OD 4,32mm ID (tổng 3 cm) - 2

225x225x6mm ván ép- 1 (cho giường sưởi)

Giường sưởi MK1 / MK2- 1 (khuyến nghị 200x200mm)

Động cơ bước NEMA17- 5

Dây buộc Zip 4 inch- 50

Bộ vi xử lý và mã

Nhóm của chúng tôi sẽ cập nhật tài liệu này khi chúng tôi phát triển mã cho bộ vi xử lý của mình

* danh sách cung cấp ở trên được đề xuất bởi đại diện rap nhưng sẽ được xác minh hoàn toàn cho lần lặp lại này sau khi chúng tôi hoàn thành máy in của mình *

Bước 1: Xây dựng khung

Bước đầu tiên để xây dựng máy in 3D là lắp ráp khung của nó bao gồm hai hình tam giác thanh nhẵn được nối với nhau bằng các thanh bổ sung chạy dọc. Nhóm của chúng tôi đã may mắn tìm thấy một khung đã được xây dựng sẵn trong khuôn viên của chúng tôi, sau đó chúng tôi đã sửa đổi để trở thành một bản sao chính xác của Prusa Mendel Iteration 2 bằng cách thay đổi các kẹp giữ thanh vuông góc với trục y và các thanh nhẵn. được sử dụng cho trục x. Đối với những người tự xây dựng khung, vui lòng truy cập Trang web Rep Rap * có phần cụ thể hướng dẫn chi tiết về cách xây dựng kết cấu khung sao cho hoàn hảo và các vật liệu cần thiết cho việc xây dựng (bao gồm trong tổng số tính toán của chúng tôi). Trên đây là một số hình ảnh có một số bản in nhất định của khung và cấu trúc, cũng như khung của chúng tôi trước khi nó được sửa đổi để phù hợp với phiên bản của Rep Raps.

* Nhóm của chúng tôi cảm thấy như tài nguyên này cung cấp thông tin tốt hơn về cấu trúc của khung thì chúng tôi có thể làm được vì chúng tôi đã không tự chế tạo khía cạnh này của máy in. Chúng tôi vô cùng xin lỗi vì chúng tôi không thể thêm quan điểm cá nhân của mình vào bước này, nhưng chúng tôi cảm thấy như chúng tôi sẽ hạn chế các nhà xây dựng và làm tổn thương họ bằng thông tin không chính xác tiềm ẩn do chúng tôi cung cấp. Trang web này có thể được tin cậy sâu sắc và là một tài liệu tham khảo tuyệt vời trong suốt nỗ lực xây dựng của chúng tôi.

Bước 2: Xây dựng trục X

Vật liệu:

In X end Idler

Động cơ cuối X in

2 thanh trơn 420mm

3 bu lông M3x10

1 vòng bi 608

2 tấm rửa chắn bùn / chắn bùn M8x30

1 thanh ren 50mm M8

2 quả hạch M8

3 vòng đệm M8

3 Vòng bi tuyến tính LM8UU

Hướng dẫn

- Khoan lỗ chính giữa của các bộ phận mô tơ x-end-idler và x-end-motor đến 8mm và khoan 4 lỗ nơi các thanh nhẵn sẽ được lắp vào (giũa nếu cần để đảm bảo chúng có thể vừa khít với lỗ)

- Đặt động cơ x-end ở bên trái và x-end idler ở bên phải với "phần hình lục giác" của chúng đối diện nhau. Trượt các thanh nhẵn vào bộ làm việc.

-Bây giờ hãy nhìn vào dưới cùng của toa x của bạn và xem bên nào có rãnh cho hai ổ trục tuyến tính và bên nào chỉ có một rãnh. Hãy lưu ý điều này, xác định xem bên nào sẽ là phía trước và phía sau sẽ là phía sau, và trượt đúng số lượng ổ trục tuyến tính lên mỗi thanh (1 cho một, 2 cho kia) theo sở thích của bạn.

- Gắn động cơ x-end vào thiết lập thanh của bạn và đảm bảo các thanh quay ngược lại càng xa càng tốt (tùy chọn khoan hoàn toàn để việc điều chỉnh và gắn dễ dàng hơn, chỉ cần thêm đai ốc để cố định)

Các bức ảnh ở trên cho thấy hai mảnh được in cho sự lắp ráp này và tiến trình hiện tại của nhóm chúng tôi trên trục x. Mặc dù nhóm của chúng tôi chưa đạt được điểm này, trục x chưa được lắp ráp hoàn chỉnh cho đến khi thanh ren 50 mm được đặt vào bộ làm việc đầu x và ổ trục được gắn cho đai máy đùn. Sử dụng nguồn đại diện rap được liên kết ở dưới cùng để biết thêm thông tin và chúng tôi dự định tiếp tục cập nhật quy trình xây dựng khi chúng tôi có quyền truy cập vào các tài nguyên.

Bước 3: Xây dựng giường sưởi

Vật liệu:

225x225x6mm ván ép- 1 (cho giường sưởi)

Giường sưởi MK1 / MK2- 1 (khuyến nghị 200x200mm)

# 10 x 1 Vít kim loại tấm Phillips đầu phẳng- 4

Ống lót Y in- 4

Hướng dẫn:

- Đặt ống lót chữ Y (hướng lên trên) trên miếng ván ép và đảm bảo hai bộ trên mỗi cạnh cách nhau 140mm (đo từ chính giữa) và khoảng cách của chúng từ hai bên trái và phải bằng nhau

-Tất cả các ống lót và các kênh thanh của chúng sẽ chạy / quay theo cùng một cách để tấm có thể chạy trơn tru dọc theo các thanh trục y

- Nẹp ván ép xuống và cẩn thận sử dụng vít * để gắn các ống lót y, đặt chúng càng gần mặt trước và mặt sau càng tốt mà gỗ không bị nứt vì khi đó chúng sẽ không ảnh hưởng đến giường sưởi.

-Nếu vít nhô lên khỏi ván ép, bạn có thể sử dụng cưa tay có lưỡi quay để cắt kim loại thừa vì nó có thể gây nguy hiểm và hạn chế chức năng của máy in

- Thông tin quan trọng được lặp lại đối với ống lót: tất cả chúng phải hướng về cùng một hướng và khoảng cách của chúng từ mặt trước và mặt sau của ván ép không quan trọng chỉ là bên trái và bên phải và khoảng cách giữa các ống lót (cũng chạy sang trái đúng)

-Đo giường sưởi của bạn thành một phần ba trên hai cạnh đối diện của giường (trái và phải hoặc trước và sau) và khoan hai lỗ 8mm ở các đường (nếu sử dụng 200x200mm được khuyến nghị, sẽ khoan khoảng 7 cm từ mỗi bên và gần bằng cạnh nhất có thể) - như được hiển thị trong một trong những bức ảnh ở trên

-Khoảng chênh lệch chiều dài của giường sưởi với ván ép, chia đôi và đo từ mỗi cạnh của ván ép với số đó sao cho giường sưởi của bạn nằm hoàn toàn ở giữa tấm gỗ. (Đánh dấu bằng các phương pháp đó cũng có thể được nhìn thấy trong một trong các bức ảnh ở trên

- Nẹp giường và gỗ lại với nhau đồng thời cố định nó vào bề mặt đã bán và vặn bằng 4 vít kim loại tấm Flathead Phillips

* Nhóm của chúng tôi không biết kích thước cụ thể và loại vít được sử dụng để cố định ống lót y vào ván ép, nhưng ngay sau khi chúng tôi quay lại không gian nhà sản xuất và có quyền truy cập vào máy in, chúng tôi sẽ tìm ra loại của vít và cập nhật trang. Cảm ơn sự thông cảm của bạn rất nhiều

Bước 4: Xây dựng trục Y

Vật liệu:

Giường sưởi lắp ráp (từ bước cuối cùng)

Khung lắp ráp

Kẹp đai in-2

Đai định thời bước 840mm × 5mm T5

Động cơ bước NEMA17-1

Ròng rọc 16 răng để lắp đai GT2- 1

Dây buộc Zip 4 inch- 4

Hướng dẫn:

-Thu thập giường sưởi đã lắp ráp của bạn, một kẹp đai và 2 ốc vít sẽ khớp vào các lỗ của kẹp đai *. Lật giường sưởi lên và dùng thước, đo và đặt kẹp đai vào giữa mặt trước / cạnh của tấm ván ép (đặt càng gần mép càng tốt). Bây giờ trượt một cạnh của đai 840mm vào rãnh đai với các răng hướng lên trên. Cố định đai bằng vít.

- Sau khi đảm bảo hai thanh nhẵn cách nhau 140mm (như trong hình trên), lật khay sưởi sang mặt phải và gắn ống lót y của giường sưởi vào các thanh.

-Nếu có bất kỳ vấn đề nào với phần đính kèm do khoảng cách khác nhau giữa các thanh, bạn có thể điều chỉnh vị trí của chúng bằng cách nới lỏng các đai ốc và dịch chuyển các kẹp thanh trên các thanh ren mà các thanh trục y được gắn vào.

- Khi giường sưởi có thể trượt trơn tru dọc theo các thanh, hãy lật máy in sang một bên. Sau đó, trên mỗi ống lót, chạy dây zip qua lối đi nhỏ trên mỗi ống lót đã in và xung quanh thanh được gắn vào, sau đó kéo cho đến khi chặt

- Bây giờ giường của bạn đã được bảo vệ, chúng tôi có thể lật máy in về vị trí bình thường và tạm thời cố định động cơ bước trục y (đây là bước xa nhất mà nhóm của chúng tôi đạt được trong bước cụ thể này). Trượt động cơ bước vào giá đỡ động cơ y và gắn ròng rọc đai 16 răng-siết chặt nếu cần.

- Bây giờ khi bạn đã chắc chắn rằng các vòng bi đai cho trục y của bạn được xếp thẳng hàng hoàn hảo, hãy quấn đai được gắn vào giường sưởi xung quanh cả vòng bi đầu tiên và ròng rọc được gắn vào động cơ. Sau đó, kéo chặt nó xuống dưới giường sưởi và quấn nó quanh ổ trục thứ hai, đảm bảo rằng trên cả hai ổ trục, mặt có răng của dây đai đang chạm vào ổ trục và răng khớp hoàn toàn với ròng rọc của động cơ.

- Để thuận tiện, hãy trượt giường hết cỡ đến đầu mô tơ của hệ thống dây đai. Bây giờ, giống như bạn đã làm trước đó, đo và đặt kẹp đai ở giữa mặt sau của tấm ván ép, càng gần mép càng tốt. Kéo chặt mép đai và cố định nó vào vị trí (cắt bỏ phần thừa nếu cần). Bây giờ giường sẽ trượt với một lực nhỏ nhưng cũng được gắn chặt.

* Nhóm của chúng tôi không biết kích thước cụ thể và loại vít được sử dụng để giữ chặt đai kẹp vào ván ép, nhưng ngay sau khi chúng tôi quay lại không gian của nhà sản xuất và có quyền truy cập vào máy in, chúng tôi sẽ tìm ra loại vặn và cập nhật trang. Cảm ơn sự thông cảm của bạn rất nhiều

Bước 5: Tiến lên…

Quá trình xây dựng của chúng tôi bị cắt ngắn do đại dịch gần đây, nhưng ngay sau khi chúng tôi có quyền truy cập vào dự án và tài liệu của mình, chúng tôi có kế hoạch hoàn thiện máy in và đưa nó cho Austin River City Rec'rers. Nói như vậy, chúng ta vẫn còn rất nhiều việc phải hoàn thành trước khi đạt được mục tiêu, vì vậy dưới đây là danh sách những việc vẫn cần phải làm.

- Gắn các mảnh khung thẳng đứng vào giá đỡ động cơ và vào mỗi đầu của thanh chạy vuông góc với trục y (sử dụng kẹp thanh)

- Hoàn thiện Lắp ráp trục X: chúng tôi dự định đảm bảo ổ trục cho đai máy đùn, sau đó chúng tôi phải gắn động cơ bước và máy đùn do một trong những người cố vấn của nhà sản xuất cung cấp cho chúng tôi (tùy chọn: bao gồm quạt máy đùn cho dây tóc)

- Định hình cách để bảo vệ dây tóc một cách an toàn (tùy chọn: thiết kế và bánh xe in có thể căng vừa vào hoặc nhô ra khỏi khung)

- Trục Z hoàn chỉnh: chúng ta cần gắn các thanh ren 210mm vào hai động cơ trục z bằng các khớp nối và ống nhựa vinyl

- Đính kèm giá đỡ điểm dừng cuối / điểm dừng cuối vào mọi trục (mỗi trục 1 điểm)

- Bộ vi xử lý máy inbot an toàn với dây buộc zip vào một mặt của khung

- Lập trình: kết nối tất cả các điểm dừng cuối, động cơ bước và giường sưởi với bộ vi xử lý máy inbot. Tìm mã hiện có cho lần lặp prusa 2 (sử dụng đoạn rap đại diện làm nguồn) và sửa đổi nếu cần

Chúng tôi rất tiếc vì sự bất tiện của dự án chưa hoàn thành của chúng tôi, nhưng chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục thực hiện nó trong những tháng mùa hè và hứa sẽ cập nhật trang web này khi chúng tôi cải thiện / hoàn thiện máy in của mình.

Bước 6: Nguồn

Nhóm của chúng tôi đã tuân theo quy trình xây dựng và danh sách vật liệu do Trang web Rep Rap cung cấp. Họ có hướng dẫn chi tiết về mọi khía cạnh của lần lặp lại này của Máy in Prusa và trang web của họ cực kỳ dễ làm theo. Điều đó đang được nói, bên dưới là các liên kết đến trang chính của trang web nhưng cũng là các trang chính cho thông tin về lắp ráp, nguồn cung cấp, v.v.

Tệp Máy in 3D (chúng tôi đã sử dụng các tệp trong tab metric-prusa)

Rep Rap "Bill of Materials"

Rep Rap Printer Assembly

Nhóm của chúng tôi cũng muốn bao gồm một liên kết đến trang web Austin River City Rec' Cancer (tổ chức mà chúng tôi nhắm đến để trợ giúp sản phẩm của mình) để tìm hiểu thêm về mục đích của đội và các cầu thủ. Bạn cũng có thể quyên góp ở đây để giúp nhóm chi trả hàng năm vì bất kỳ đóng góp nào đều rất cần thiết và được đánh giá cao.