Printer 3D Cap Prostetik: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Gambaran

Dalam dunia olahraga, atlet penyandang disabilitas terabaikan dengan kebutuhan performanya. Banyak yang membutuhkan peralatan khusus untuk memastikan kenyamanan dan performa puncak saat bermain olahraga yang mereka sukai. Tim bola basket Paralimpiade lokal, The Austin River City Rec'cers, memiliki banyak anggota tim yang menderita kesulitan fisik, seperti cedera tulang belakang, amputasi, penyakit otot, dan stroke. Karena kurangnya peralatan yang dibuat untuk membantu atlet seperti itu, tim kami memutuskan untuk fokus pada orang yang diamputasi tertentu pada tim yang kehilangan tangannya. Pemain menutupi anggota tubuhnya yang masih hidup dengan lakban untuk perlindungan, namun solusi ini tidak dapat digunakan kembali, boros, dan kurang efektif dibandingkan solusi lain yang digunakan rekan-rekan saya yang diamputasi di dunia atletik.

Brainstorming

Tim kami tertarik pada masalah ini karena kami memiliki hubungan pribadi dengan Austin River City Rec'cers dan bersemangat membantu organisasi yang kami dukung sepenuhnya. Salah satu anggota tim kami memiliki orang tua yang bermain untuk tim dan dia sendiri sangat berpengaruh dengan pekerjaan sukarelanya untuk nirlaba, menyiapkan situs web mereka dan menjalankan banyak permainan turnamen mereka. Para pemain telah menjadi keluarganya dan melalui keterlibatannya dia menyaksikan masalah besar yang dia bertekad untuk menyelesaikannya dengan sumber daya yang disediakan selama Cornerstone. Setelah mempresentasikan ide tersebut kepada anggota timnya yang lain dan mendapatkan masukan dari pembuat-mentor kami, kami menyelesaikan lokakarya 6-3-5 dengan rekan-rekan kami untuk ide-ide tentang cara meningkatkan produk kami dan sumber daya berbeda yang dapat kami gunakan yang tidak kami pikirkan dari belum. Kami kemudian menyelesaikan paket Penelitian dan Desain untuk menilai efektivitas proyek yang kami usulkan dalam kategori berikut: Otomasi, Elektrikal, Mekanik, Struktural, dan Gairah. Melihat kembali sumber daya ini dan merenungkan hubungan yang kami miliki dengan organisasi, kami memutuskan untuk maju dengan ide awal kami untuk para atlet.

Solusi kami

Kami merumuskan ide membangun printer 3D yang akan mencetak topi untuk atlet dari filamen TPU, yang lebih fleksibel dan tahan lama daripada filamen PLA yang umum digunakan. Tujuan kami adalah memprogram dan membuat produk di mana printer akan secara otomatis mencetak lengan pelindung yang dapat disesuaikan dengan berbagai ukuran agar sesuai dengan atlet dengan sempurna. Kami bertujuan untuk memprogram mikroprosesor (Printerbot) yang akan mengontrol berbagai sistem motor dan diatur oleh sensor end-stop sebagai tindakan pencegahan keamanan selama pencetakan. Karena pengeluaran kami yang terbatas dan kemampuan untuk menggunakan suku cadang dari printer yang ada, proyek kami tetap di bawah anggaran $200-$300 dan memenuhi permintaan klien kami dengan memberikan solusi yang efektif dan nyaman yang dapat dengan mudah didistribusikan ke seluruh dunia Paralimpiade.

Perlengkapan

Pengencang / Sekrup

Kacang M8- 100

M8 Washer- 100 (pesan 2)

Baut M3x20- 50 (pesanan 2)

Kacang M3- 50

Baut M3x10-6 (tautan adalah paket 50)

M3x8 grub (alias set) sekrup- 2

#10 x 1 Flat Head Phillips Lembaran Logam Sekrup- 4 (pak 100)

Bantalan

608 Roller Skate Bearing - 3 hingga 4

LM8UU Linear Bearings-10 sampai 11 (pesanan 2)

Batang berulir

370mm 8mm- 6

300mm 8mm- 4

450mm 8mm- 3

210mm 8mm- 2

50mm 8mm-1

Beli 5 meter dan potong sesuai

Batang halus

350mm 8mm- 2 (pesan 2)

405mm 8mm- 2 (pesan 2 dan potong 1mm)

420mm 8mm- 2 (potong 80 mm)

ikat pinggang

Sabuk bergigi 840mm GT2- 1

Sabuk bergigi 900mm GT2- 1

Katrol 16 gigi agar sesuai dengan sabuk GT2 - 2

Berikut ini tautan ke kit sabuk di amazon (potong sesuai)

File Pencetak 3D

Bingkai vertex dengan kaki- 4

Bingkai vertex tanpa kaki- 2

Coupling- 4 (cetak dua kali)

X kereta- 1

X akhir pemalas- 1

Motor ujung X- 1

Z motor mount- 2

Penjepit sabuk - 4

Pemegang mur penjepit sabuk- 2

Penjepit batang - 8

Penjepit batang- 2

Braket motor Y- 1

Y bushing- 4

Pemegang endstop-3

Lainnya:

Pipa vinil 1,5cm, ID 6,35mm OD 4.32mm (total 3cm)- 2

Kayu lapis 225x225x6mm- 1 (untuk tempat tidur pemanas)

Tempat Tidur Pemanas MK1/MK2- 1 (disarankan 200x200mm)

Motor stepper NEMA17 - 5

Zip-dasi 4 inci- 50

Mikroprosesor dan Kode

Tim kami akan memperbarui dokumen ini saat kami mengembangkan kode untuk mikroprosesor kami

*daftar persediaan di atas direkomendasikan oleh rep rap tetapi akan diverifikasi sepenuhnya untuk iterasi ini setelah kami menyelesaikan printer kami*

Langkah 1: Membangun Bingkai

Langkah pertama untuk membangun printer 3D adalah merakit bingkainya yang terdiri dari dua segitiga batang halus yang dihubungkan oleh batang tambahan yang berjalan secara vertikal. Kelompok kami cukup beruntung untuk menemukan kerangka yang sudah dibangun di kampus kami, yang kemudian kami modifikasi menjadi replika yang tepat dari Prusa Mendel Iterasi 2 dengan mengganti klem yang menyatukan batang tegak lurus terhadap sumbu y dan batang halus digunakan untuk sumbu x. Bagi mereka yang membuat rangka sendiri, silakan akses Situs Web Rep Rap* yang memiliki bagian khusus yang memberikan petunjuk terperinci tentang cara membuat struktur rangka sehingga sempurna dan bahan yang diperlukan untuk pembuatannya (termasuk dalam perhitungan total kami). Di atas adalah beberapa foto yang menampilkan potongan-potongan tertentu dari bingkai dan konstruksi, serta bingkai kami sebelum dimodifikasi agar sesuai dengan versi Rep Raps.

*Kelompok kami merasa bahwa sumber ini memberikan informasi yang lebih baik tentang konstruksi bingkai daripada yang kami bisa karena kami tidak membuat aspek printer ini sendiri. Kami sangat menyesal kami tidak dapat menambahkan perspektif pribadi kami sendiri pada langkah ini, namun kami merasa seperti kami akan membatasi pembangun dan menyakiti mereka dengan potensi informasi yang tidak akurat yang diberikan oleh kami. Situs ini dapat sangat dipercaya dan merupakan referensi yang bagus di seluruh upaya pembangunan kami.

Langkah 2: Membangun Sumbu X

Bahan:

Dicetak X end Idler

Motor ujung X yang dicetak

2 batang halus 420mm

3 baut M3x10

1 608 bantalan

2 mesin cuci spatbor / mudguard M8x30

1 batang berulir 50mm M8

2 kacang M8

3 mesin cuci M8

3 Bantalan Linier LM8UU

instruksi

- Bor lubang tengah bagian x-end-idler dan x-end-motor hingga 8mm dan bor 4 lubang di mana batang halus akan dimasukkan (file jika diperlukan untuk memastikan mereka dapat masuk dengan pas ke dalam lubang)

- Tempatkan motor ujung-x di sebelah kiri dan pemalas ujung-x di sebelah kanan dengan "bagian heksagonal" saling berhadapan. Geser batang halus ke dalam idler.

-Sekarang lihat bagian bawah kereta x Anda dan lihat sisi mana yang memiliki slot untuk dua bantalan linier dan mana yang hanya memiliki satu slot. Dengan mengingat hal ini, tentukan sisi mana yang akan menjadi depan dan mana yang akan menjadi belakang, dan geser jumlah bantalan linier yang benar ke setiap batang (1 untuk satu, 2 untuk yang lain) sesuai dengan preferensi Anda.

-Pasang motor x-end ke set-up batang Anda dan pastikan batang mundur sejauh yang diperlukan (pilihan untuk mengebor sepenuhnya sehingga penyesuaian dan pemasangan lebih mudah, hanya perlu mur tambahan untuk mengamankan)

Foto di atas menunjukkan dua bagian yang dicetak untuk perakitan ini dan kemajuan tim kami saat ini pada sumbu x. Meskipun kelompok kami belum mencapai titik ini, sumbu x belum sepenuhnya dirakit sampai batang berulir 50 mm ditempatkan ke pemalas ujung-x dan bantalan dipasang untuk sabuk ekstruder. Gunakan sumber rep rap yang ditautkan di bagian bawah untuk informasi lebih lanjut, dan kami berencana untuk terus memperbarui proses pembangunan setelah kami memiliki akses ke sumber daya.

Langkah 3: Membangun Tempat Tidur Pemanas

Bahan:

Kayu lapis 225x225x6mm- 1 (untuk tempat tidur pemanas)

Tempat Tidur Pemanas MK1/MK2- 1 (disarankan 200x200mm)

Sekrup Logam Lembaran Phillips Kepala Datar 10 x 1 - 4

Dicetak Y Bushing- 4

instruksi:

- Tempatkan bantalan Y (menghadap ke atas) pada potongan kayu lapis dan pastikan kedua set di setiap sisi berukuran 140mm satu sama lain (diukur dari tengah yang tepat) dan jaraknya dari sisi kiri dan kanan adalah sama

-Semua busing dan saluran batangnya akan berjalan/menghadap dengan cara yang sama sehingga pelat dapat berjalan dengan lancar di sepanjang batang sumbu y

-Jepit kayu lapis dan gunakan sekrup* dengan hati-hati untuk memasang busing-y, letakkan sedekat mungkin dengan sisi depan dan belakang tanpa retak kayu karena tidak akan mengganggu alas pemanas.

-Jika sekrup menonjol ke atas dari kayu lapis, Anda dapat menggunakan gergaji tangan dengan mata pisau berputar untuk memotong logam berlebih karena dapat membahayakan dan membatasi fungsi printer

- Informasi Penting Berulang untuk busing: semuanya harus menghadap ke arah yang sama, dan jaraknya dari sisi depan dan belakang kayu lapis tidak masalah hanya kiri dan kanan dan jarak antara busing (juga berjalan ke kiri ke Baik)

-Ukur tempat tidur pemanas Anda menjadi tiga bagian pada dua tepi tempat tidur yang berlawanan (baik kiri dan kanan atau depan dan belakang) dan bor dua lubang 8mm pada garis (jika menggunakan 200x200mm yang disarankan, bor sekitar 7 cm dari setiap sisi dan sedekat mungkin dengan tepi mungkin)- seperti yang ditunjukkan pada salah satu foto di atas

-Kurangi perbedaan panjang alas pemanas ke kayu lapis, bagi dua, dan ukur dari setiap sisi kayu lapis dengan angka tersebut sehingga alas pemanas Anda tepat berada di tengah kayu. (Penandaan menggunakan metode tersebut juga dapat dilihat pada salah satu foto di atas

-Jepit tempat tidur dan kayu bersama-sama sambil juga mengamankannya ke permukaan yang dijual, dan kencangkan menggunakan 4 Sekrup Logam Lembaran Phillips Flathead

*Tim kami tidak mengetahui ukuran dan jenis sekrup spesifik yang digunakan untuk mengencangkan y-bushing ke kayu lapis, namun segera setelah kami kembali ke ruang pembuat dan memiliki akses ke printer, kami akan mencari tahu jenisnya sekrup dan memperbarui halaman. Terima kasih banyak atas pengertian Anda

Langkah 4: Membangun Sumbu Y

Bahan:

Tempat tidur pemanas rakitan (dari langkah terakhir)

Bingkai rakitan

Penjepit Sabuk Tercetak-2

840mm × 5mm T5 pitch timing belt

Motor stepper NEMA17-1

Katrol 16 gigi agar sesuai dengan sabuk GT2 - 1

Zip-dasi 4 inci- 4

instruksi:

-Kumpulkan tempat tidur pemanas rakitan Anda, klem sabuk, dan 2 sekrup yang sesuai dengan lubang klem sabuk*. Balikkan alas pemanas dan gunakan penggaris, ukur dan letakkan klem sabuk di tengah sisi depan/tepi kayu lapis (tempatkan sedekat mungkin dengan tepi). Sekarang geser salah satu ujung sabuk 840mm ke dalam slot sabuk dengan gigi menghadap ke atas. Amankan sabuk dengan sekrup.

- Setelah memastikan kedua batang halus terpisah 140mm satu sama lain (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas), balikkan alas pemanas ke sisi kanannya dan pasang busing-y dari alas berpemanas ke batang.

-Jika ada masalah dengan pemasangan karena perbedaan jarak di batang, Anda dapat menyesuaikan penempatannya dengan melonggarkan mur dan menggeser klem batang pada batang berulir tempat batang sumbu y dipasang.

- Setelah alas pemanas dapat meluncur dengan mulus di sepanjang batang, balikkan printer ke samping. Kemudian pada masing-masing bushing, jalankan zip-tie melalui lorong kecil pada setiap bushing yang dicetak dan di sekitar batang yang terpasang, lalu tarik sampai kencang

- Sekarang setelah tempat tidur Anda diamankan, kami dapat membalik printer ke posisi normalnya dan untuk sementara mengamankan motor stepper sumbu y (ini adalah jarak terjauh yang didapat tim kami dalam langkah khusus ini). Geser motor stepper ke dalam braket motor y dan kencangkan katrol sabuk gigi 16 sesuai kebutuhan.

- Sekarang setelah Anda memastikan bantalan sabuk Anda untuk sumbu y sejajar dengan sempurna, bungkus sabuk yang terpasang pada alas pemanas di sekitar bantalan pertama dan katrol yang terpasang pada motor. Kemudian tarik erat-erat di bawah alas pemanas dan bungkus di sekitar bantalan kedua, pastikan bahwa pada kedua bantalan sisi bergigi sabuk menyentuh bantalan dan giginya pas dengan katrol motor.

- Untuk kenyamanan, geser tempat tidur ke ujung motor sistem sabuk. Sekarang sama seperti yang Anda lakukan sebelumnya, ukur dan letakkan klem sabuk di tengah di sisi belakang kayu lapis dengan sedekat mungkin ke tepi. Tarik tepi sabuk dengan erat dan kencangkan di tempatnya (potong kelebihannya jika perlu). Sekarang tempat tidur harus meluncur dengan sedikit kekuatan namun juga diikat dengan baik.

*Tim kami tidak mengetahui ukuran dan jenis sekrup tertentu yang digunakan untuk mengamankan klem sabuk ke kayu lapis, namun segera setelah kami kembali ke ruang pembuat dan memiliki akses ke printer, kami akan mencari tahu jenisnya sekrup dan perbarui halaman. Terima kasih banyak atas pengertian Anda

Langkah 5: Maju…

Proses pembangunan kami dipersingkat karena pandemi baru-baru ini, namun segera setelah kami memiliki akses ke proyek dan materi kami, kami berencana untuk menyelesaikan printer dan memberikannya kepada Perekam Kota Sungai Austin. Karena itu, kami masih memiliki banyak hal yang harus diselesaikan sebelum mencapai tujuan kami, jadi di bawah ini adalah daftar apa yang masih perlu dilakukan.

-Pasang potongan rangka vertikal ke dudukan motor dan ke setiap ujung batang berjalan tegak lurus terhadap sumbu y (gunakan klem batang)

-Selesai Merakit sumbu X: kami berencana mengamankan bantalan untuk sabuk ekstruder, kemudian kami harus memasang motor stepper dan ekstruder yang diberikan kepada kami oleh salah satu mentor pembuat kami (opsional: sertakan kipas ekstruder untuk filamen)

-Cari tahu cara untuk mengamankan filamen dengan cara yang aman (opsi: desain dan roda cetak yang bisa masuk ke dalam atau keluar dari bingkai)

-Sumbu Z lengkap: kita perlu memasang batang berulir 210mm ke dua motor sumbu-z dengan kopling dan tabung vinil

- Pasang penahan end stop/ end stop ke setiap sumbu (masing-masing 1)

- Amankan mikroprosesor printerbot dengan ikatan zip ke satu sisi bingkai

-Pemrograman: sambungkan semua stop stop, motor stepper, dan alas pemanas ke mikroprosesor printerbot. Temukan kode yang ada untuk prusa iterasi 2 (gunakan rep rap sebagai sumber) dan modifikasi jika perlu

Kami mohon maaf atas ketidaknyamanan proyek kami yang belum selesai, namun kami berharap untuk terus mengerjakannya selama bulan-bulan musim panas dan berjanji untuk memperbarui situs ini saat kami meningkatkan/menyelesaikan printer kami.

Langkah 6: Sumber

Tim kami mengikuti proses pembangunan dan daftar bahan yang disediakan oleh Situs Web Rep Rap. Mereka menampilkan petunjuk rinci pada setiap aspek iterasi dari Printer Prusa ini dan situs mereka sangat mudah diikuti. Yang sedang berkata, di bawah ini adalah tautan ke halaman utama situs tetapi juga halaman utama untuk informasi tentang perakitan, persediaan, dll.

File Printer 3D (kami menggunakan file di bawah tab metrik-prusa)

Rep Rap "Bill of Material"

Perakitan Printer Rep Rap

Tim kami juga ingin menyertakan tautan ke situs web Austin River City Rec'cers (organisasi yang kami tuju untuk membantu produk kami) untuk mempelajari lebih lanjut tentang tujuan dan pemain tim. Anda juga dapat menyumbang di sini untuk membantu tim dengan pengeluaran tahunan mereka karena kontribusi apa pun sangat dibutuhkan dan dihargai.