Prostetiese kappie 3D -drukker: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Oorsig

In die sportwêreld word atlete met gestremdhede oor die hoof gesien met hul prestasiebehoeftes. Baie benodig gespesialiseerde toerusting om gemak en maksimum prestasie te verseker tydens die sport waarvan hulle hou. Die plaaslike Paralimpiese basketbalspan, The Austin River City Rec'cers, het baie spanlede wat ly aan fisieke ontberings, soos rugmurgbeserings, amputasies, spiersiektes en beroertes. Vanweë die gebrek aan toerusting om so 'n atleet te help, het ons span besluit om op 'n spesifieke geamputeerde te fokus op die span wat sy hand verloor het. Die speler het sy oorblywende ledemaat bedek met kleefband vir beskerming, maar hierdie oplossing is nie hergebruikbaar, verkwistend en minder effektief as ander oplossings wat my mede-amputees in die atletiekwêreld gebruik het.

Dinkskrum

Ons span is aangetrokke tot hierdie probleem, want ons het persoonlike verbintenisse met die Austin River City Recccers en was passievol daaroor om 'n organisasie te ondersteun wat ons ten volle ondersteun. Een van ons spanlede het 'n ouer wat vir die span speel, en sy was self baie invloedryk met haar vrywillige werk vir die nie-winsgewende organisasie, die oprigting van hul webwerf en die bestuur van baie van hul toernooie. Die spelers het haar gesin geword en deur haar betrokkenheid was sy getuie van 'n groot probleem wat sy vasbeslote was om op te los met die hulpbronne wat tydens Cornerstone voorsien is. Nadat ek die idee aan haar ander spanlid voorgehou het en insette van ons vervaardiger-mentors gekry het, het ons 'n 6-3-5 werkswinkel met ons maats voltooi vir idees oor hoe ons ons produk en verskillende hulpbronne wat ons kon gebruik, kan verbeter wat ons nie gedink het nie van nog. Daarna het ons 'n navorsings- en ontwerppakket voltooi om die doeltreffendheid van ons voorgestelde projek te beoordeel in die volgende kategorieë: outomatisering, elektries, meganies, struktureel en passie. As ons terugkyk op hierdie hulpbronne en besin oor die verband wat ons met die organisasie gehad het, het ons besluit om voort te gaan met ons oorspronklike idee vir die atlete.

Ons oplossing

Ons het die idee geformuleer om 'n 3D -drukker te bou wat kappies vir atlete uit TPU -filament kan druk, wat meer buigsaam en duursaam is as die algemeen gebruikte PLA -filament. Ons doel was om 'n produk te programmeer en te konstrueer waar die drukker outomaties 'n beskermende mou kan druk wat aangepas kan word met verskillende groottes om perfek by die atleet te pas. Ons was daarop gemik om 'n mikroverwerker (Printerbot) te programmeer wat verskillende motorstelsels beheer en deur eindstop-sensors gereguleer word as 'n veiligheidsmaatreël tydens die druk. As gevolg van ons beperkte besteding en die moontlikheid om onderdele van bestaande drukkers te gebruik, het ons projek onder die begroting van $ 200-$ 300 gebly en voldoen aan die eise van ons kliënt deur 'n effektiewe en maklike oplossing te bied wat maklik in die Paralimpiese wêreld versprei kon word.

Voorrade

Bevestigingsmiddels / skroewe

M8 Moer- 100

M8 Washer- 100 (bestelling 2)

M3x20 bout- 50 (bestelling 2)

M3 Moer- 50

M3x10 Bolt- 6 (skakel is 'n pak van 50)

M3x8 grub (aka set) skroef- 2

#10 x 1 platkop Phillips-plaatskroewe- 4 (100 stuks)

Laers

608 rolskaats laers- 3 tot 4

LM8UU Lineêre laers- 10 tot 11 (bestelling 2)

Skroefdraadstawe

370mm 8mm- 6

300mm 8mm- 4

450 mm 8 mm- 3

210 mm 8 mm- 2

50mm 8mm-1

Koop 5 meter en sny dienooreenkomstig

Gladde stawe

350mm 8mm- 2 (bestelling 2)

405 mm 8 mm- 2 (bestel 2 en sny 1 mm)

420 mm 8 mm- 2 (80 mm afgesny)

Rieme

840mm GT2 tandband- 1

900 mm GT2 tandband- 1

Katrolskyfies met 16 tande vir GT2-gordels- 2

Hier is 'n skakel na 'n gordelstel op Amazon (dienooreenkomstig gesny)

3D -drukkerlêers

Raam hoekpunt met voet- 4

Raampunt sonder voet- 2

Koppel- 4 (druk twee keer)

X koets- 1

X end idler- 1

X-eindmotor- 1

Z motorhouer- 2

Gordelklem- 4

Gordelklemmoerhouer- 2

Stangklem- 8

Stangklem- 2

Y motorbeugel- 1

Y-bus- 4

Eindhouer-3

Ander:

1,5 cm vinielbuis, 6,35 mm OD 4,32 mm ID (3 cm totaal)- 2

225x225x6mm laaghout- 1 (vir verhitting van bed)

MK1/MK2 verwarmingsbed- 1 (200x200mm aanbeveel)

NEMA17 stepper motors- 5

4 duim ritsbande- 50

Mikroverwerker en kode

Ons span sal hierdie dokument opdateer terwyl ons die kode vir ons mikroverwerker ontwikkel

*die aanbodlys hierbo is deur rep rap aanbeveel, maar dit sal volledig geverifieer word vir hierdie herhaling sodra ons ons drukker voltooi het*

Stap 1: Bou die raam

Die eerste stap om die 3D -drukker te bou, is om die raam te monteer, wat bestaan uit twee gladde driehoeke wat verbind word deur ekstra stawe wat vertikaal loop. Ons groep was gelukkig om 'n reeds opgemaakte raam op ons kampus te vind, wat ons daarna verander het om 'n presiese replika van die Prusa Mendel Iteration 2 te wees deur die klemme te verander wat die staaf loodreg op die y-as en die gladde stawe bymekaar gehou het. gebruik vir die x-as. Vir diegene wat die raam self bou, besoek die Rep Rap -webwerf*, wat 'n spesifieke afdeling bevat met gedetailleerde instruksies oor hoe om die raamstruktuur te bou sodat dit perfek is en die nodige materiaal vir die bou (ingesluit in ons totale berekeninge). Hierbo is 'n paar foto's met sekere gedrukte stukke van die raam en die konstruksie, asook ons raamwerk voordat dit verander is om by Rep Raps se weergawe te pas.

*Ons groep het gevoel dat hierdie hulpbron beter inligting gee oor die konstruksie van die raam as wat ons kon, aangesien ons nie hierdie aspek van die drukker self gemaak het nie. Ons is baie jammer dat ons nie ons eie persoonlike perspektief op hierdie stap kon byvoeg nie, maar ons voel dat ons bouers sou beperk en hulle sou seermaak met moontlike onakkurate inligting wat ons verskaf het. Hierdie webwerf kan baie vertrou word en was 'n goeie verwysing in ons bouwerk.

Stap 2: Bou die X-as

Materiaal:

Gedruk X end Idler

Gedrukte X -eindmotor

2 420 mm gladde stawe

3 M3x10 boute

1 608 peiling

2 M8x30 spatbord-/spatbordwassers

1 50 mm M8 draadstang

2 M8 neute

3 M8 ringe

3 LM8UU Lineêre laers

Instruksies

-Boor die middelste gat van die x-end-idler en x-end-motoronderdele tot 8 mm en boor die 4 gate waar die gladde stawe ingevoeg sal word (indien nodig, lê dit in om seker te maak dat dit goed in die gat kan pas)

-Plaas die x-end-motor aan die linkerkant en die x-end-ledertjie aan die regterkant met hul "seshoekige gedeeltes" na mekaar gerig. Skuif die gladde stawe in die luier.

-Kyk nou na die onderkant van u x -wa en kyk watter kant gleuwe het vir twee lineêre laers en watter een slegs een gleuf het. Hou dit in gedagte, bepaal watter kant die voorkant en watter agterkant sal wees, en skuif die korrekte hoeveelheid lineêre laers op elke staaf (1 vir een, 2 vir die ander) volgens u voorkeur.

-Bevestig die x-end-motor aan u staafopstelling en maak seker dat die stawe so ver teruggaan as wat nodig is (opsie om heeltemal deur te boor sodat die aanpassing en bevestiging makliker is, benodig net ekstra moere om dit vas te maak)

Die foto's hierbo toon die twee gedrukte stukke vir hierdie samestelling en die huidige vordering van ons span op die x-as. Alhoewel ons groep nog nie hierdie punt bereik het nie, word die x-as eers heeltemal bymekaargemaak totdat die 50 mm-skroefdraadstang op die x-uiteinde-leeglêer geplaas is en die laer vir die ekstrudergordel vasgemaak is. Gebruik die rep rap bron onderaan vir meer inligting, en ons is van plan om voort te gaan met die opdatering van die bouproses sodra ons toegang tot die hulpbronne het.

Stap 3: Bou die verwarmingsbed

Materiaal:

225x225x6mm laaghout- 1 (vir verhitting van bed)

MK1/MK2 verwarmingsbed- 1 (200x200mm aanbeveel)

#10 x 1 platkop Phillips plaatskroewe- 4

Gedrukte Y-busse- 4

Instruksies:

- Plaas die Y-busse (boontoe) op die stuk laaghout en maak seker dat die twee stelle aan elke kant 140 mm van mekaar af is (meet vanaf die presiese middel) en dat hul afstande van die linker- en regterkant gelyk is

-Al die busse en hul staafkanale loop op dieselfde manier sodat die plaat glad langs die y-asstawe kan loop

-Klem laaghout vas en gebruik skroewe* om die y-busse vas te maak en plaas dit so na as moontlik aan die voor- en agterkant, sonder dat die hout kraak, aangesien dit nie die verwarmingsbed kan belemmer nie.

-As skroewe van laaghout na bo uitsteek, kan u 'n handsaag met 'n roterende lem gebruik om die oortollige metaal te sny, aangesien dit gevaarlik kan wees en die drukker se funksies kan beperk

- Herhaalde belangrike inligting vir die busse: hulle moet almal dieselfde kant toe wys, en hul afstand van die voor- en agterkant van die laaghout maak nie net die linker- en regterkant nie saak en die afstand tussen die busse (loop ook van links na regs)

-Meet u verwarmingsbed in derdes aan twee teenoorgestelde kante van die bed (links en regs of voor en agter) en boor twee gate van 8 mm by die lyne (as u 200x200 mm aanbeveel, sou u ongeveer 7 cm van elke kant af boor en so naby aan die rand as moontlik)- soos op een van die foto's hierbo getoon

-Trek die lengte -verskil van die verwarmingsbed op die laaghout, deel dit deur twee en meet aan elke kant van die laaghout met die getal sodat u verwarmingsbed perfek in die middel van die hout is. (dit kan ook op een van die foto's hierbo gesien word deur die metodes te gebruik

-Klem die bed en hout saam terwyl dit ook aan 'n verkoopte oppervlak vasgemaak word, en skroef met die 4 platkop Phillips plaatskroewe

*Ons span weet nie die spesifieke skroefgrootte en -tipe wat gebruik is om die y-busse aan die laaghout vas te maak nie, maar sodra ons weer in die vervaardigerruimte is en toegang tot die drukker het, sal ons die tipe uitvind van skroef en werk die bladsy op. Baie dankie vir u begrip

Stap 4: Bou die Y-as

Materiaal:

Opgemaakte verwarmingsbed (vanaf laaste stap)

Gemonteerde raam

Gedrukte gordelklemme-2

840 mm × 5 mm T5 toonhoogte -riem

NEMA17 stepper motors-1

Katrolskyfies met 16 tande vir GT2-gordels- 1

4 duim ritsbande- 4

Instruksies:

-Versamel u saamgestelde verwarmingsbed, 'n gordelklem en 2 skroewe wat in die gordelklemme se gate pas*. Draai die verwarmingsbed om en gebruik 'n liniaal, meet en plaas die gordelklem in die middel aan die voorkant/rand van die laaghout (plaas dit so na as moontlik aan die rand). Skuif nou die een kant van die 840 mm -gordel met die tande na bo in die gordelgleuf. Maak die gordel vas met skroewe.

- Nadat u seker gemaak het dat die twee gladde stawe 140 mm van mekaar af is (soos op die foto hierbo getoon), draai die verwarmingsbed na sy regterkant en klik die y-busse van die verhitte bed op die stawe.

-As daar 'n probleem is met die bevestiging as gevolg van verskillende afstande in die stawe, kan u die plasing daarvan aanpas deur die moere los te maak en die stangklemme op die draaddrade waaraan die y-asstawe geheg is, te skuif.

- Sodra die verwarmingsbed glad langs die stawe kan gly, draai die drukker na sy kant. Draai dan op elke bus 'n rits deur die klein gang op elke gedrukte bus en om die staaf waaraan dit vasgemaak is, en trek dan totdat dit styf is

- Noudat u bed veilig is, kan ons die drukker na sy normale posisie draai en die y-as-stapmotor tydelik beveilig (dit is die verste wat ons span in hierdie spesifieke stap gekry het). Skuif die stapmotor in die y-motorbeugel en maak die katrol met 16 tande vas, indien nodig.

- Nadat u seker gemaak het dat u gordellagers vir die y-as perfek in lyn is, draai die gordel wat aan die verwarmingsbed vasgemaak is om die eerste laer en die katrol wat aan die motor geheg is. Trek dit dan styf onder die verwarmingsbed en draai dit om die tweede laer, en maak seker dat die gordel se getande kant aan beide laers die laer raak en dat die tande perfek in die katrol van die motor pas.

- Vir gemak, skuif die bed tot by die motorkant van die gordelstelsel. Meet nou en plaas die gordelklem in die middel aan die agterkant van die laaghout, so naby aan die rand as moontlik. Trek die rand van die gordel styf vas en maak dit vas (sny die oortollige af indien nodig). Nou moet die bed met min krag gly, maar ook goed vasgemaak word.

*Ons span weet nie die spesifieke skroefgrootte en tipe wat gebruik is om die gordelklemme aan die laaghout vas te maak nie, maar sodra ons terug is in die vervaardigerruimte en toegang tot die drukker het, sal ons die tipe uitvind skroef en werk die bladsy op. Baie dankie vir u begrip

Stap 5: vorentoe gaan…

Ons bouproses is kortgeknip weens die onlangse pandemie, maar sodra ons toegang tot ons projek en materiaal het, beplan ons om die drukker te voltooi en dit aan die Austin River City Recccers te gee. Dit gesê, ons het nog baie om te voltooi voordat ons ons doel bereik, so hieronder is 'n lys van wat nog gedoen moet word.

-Bevestig vertikale raamstukke aan die motorhouers en aan elke punt van die staaf wat loodreg op die y-as loop (gebruik staafklemme)

-Voltooi die montering van die X-as: ons beplan om die laer vir die ekstrudergordel vas te maak, dan moet ons die stapmotor en die ekstruder bevestig deur een van ons vervaardigersmentors (opsioneel: sluit ekstruderwaaier vir filament in)

-Stel 'n manier om die filament op 'n veilige manier vas te maak (opsies: ontwerp en drukwiel wat spanning kan inpas of uit die raam kan steek)

-Volledige Z-as: ons moet die 210 mm draaddrade aan die twee z-asmotors bevestig met die koppelings en vinielbuise

- Bevestig eindstophouers/ eindstopers aan elke as (1 elk)

- Veilige printerbot -mikroverwerker met ritsbande aan die een kant van die raam

-Programmering: verbind alle eindpunte, stapmotors en die verwarmingsbed met die printerbot -mikroverwerker. Soek bestaande kode vir prusa iterasie 2 (gebruik rep rap as bron) en verander indien nodig

Ons is jammer vir die ongerief van ons onvoltooide projek, maar ons hoop om voort te gaan om daaraan te werk gedurende die somermaande en belowe om hierdie webwerf op te dateer terwyl ons ons drukker verbeter/ voltooi.

Stap 6: Bronne

Ons span het die bouproses en materiaallys gevolg deur die Rep Rap -webwerf. Hulle bevat gedetailleerde instruksies oor elke aspek van hierdie herhaling van die Prusa -drukker, en hul webwerf is uiters maklik om te volg. Dit gesê, hieronder is die skakels na die hoofblad van die webwerf, maar ook die belangrikste bladsye vir inligting oor die samestelling, voorrade, ens.

3D-drukkerlêers (ons het die lêers gebruik onder die metric-prusa-oortjie)

Rep Rap "Bill of Materials"

Rep Rap Printer Assembly

Ons span wil ook 'n skakel na die Austin River City Rec'cers -webwerf (die organisasie wat ons met ons produk wou help) insluit om meer te wete te kom oor die doel van die span en spelers. U kan ook hier skenk om die span te help met hul jaarlikse uitgawes, aangesien enige bydrae baie nodig is en waardeer word.