D4E1 PET-snijder (Artmaker02): 9 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Wat doet deze flessensnijder?

Deze machine snijdt gerecyclede plastic (PET) flessen tot ringen of spiralen met een verwarmd mes in een veilige behuizing die door iedereen veilig gebruikt kan worden.

Waarom hebben we dit gemaakt en voor wie is het bedoeld?

Wij zijn een groep studenten Industrieel Ontwerpen uit België. Voor onze cursus productengineering moesten we een machine ontwerpen die kinderen met een algemene leerstoornis kan helpen om gerecyclede materialen om te zetten in kunst. Hier was veiligheid erg belangrijk omdat we niet willen dat kleine kinderen zichzelf pijn doen, maar het moest ook leuk en boeiend zijn. Na een aantal gebruikerstesten kwamen we op de BOTTLE CUTTER 2000.

Als je vragen of suggesties hebt om ons ontwerp te verbeteren, laat het ons dan weten in de reacties hieronder:

Kan ik het bouwen?

Dit project vereist goede kennis van elektronica, vaardigheden met de soldeerbout en toegang tot veel prototyping-machines en -gereedschappen. Je werkt met gevaarlijke spanningen, zorg dat je weet wat je doet!

Veel plezier met het bouwen ervan!

Stap 1: Verzamel alle onderdelen

Huisvesting:

• 12x MDF lasergesneden panelen, dikte: 6mm

• 1x Ventilator 120x120mm (zie datasheet)

• 1x Ventilatiegaten 120x120mm

• 4x bouten M4, lengte: 40mm (voor ventilator montage)

• 1x Koolfilter (zie datasheet)

• 5x L-ijzers, lengte: 40mm

• 20x Schroeven, lengte: 6 mm diameter 3 mm

• Houtlijm

• Aluminiumtape voor veilige ruimte

• Aluminiumtape voor benedenverdieping

• 6x Rubberen voetjes 30x25mm

• 6x schroeven voor rubberen voetjes, lengte: 20mm, diameter 3mm

Deur:

• 2x MDF lasergesneden frame, dikte: 6mm

• 1x PMMA lasergesneden plexiglas dikte: 1,5 mm

• 16x M3, lengte: 16mm bouten

• 1x pianoscharnier, lengte: 20mm

• 4x schroeven voor het bevestigen van het pianoscharnier aan de deur, lengte: 12 mm diameter 3 mm

• 4x M4, Lengte: 12 mm Bouten voor het bevestigen van het pianoscharnier aan de machine

• 2x Magneten met diameter 4mm en dikte: 2mm (zie datasheet)

• 1x beugel voor slot 3d geprint (zie 3d geprinte bestanden)

• 1x Magneet voor beugel, lengte: 7mm diameter 4mm (zie datasheet)

• 2x schroeven voor slotklem lengte: 15 mm diameter 2,5 mm

• 1x reedcontact (zie datasheet)

• 1x Elektrisch slot 12v (zie datasheet)

• 1x Bevestigingsbeugelslot en reedcontact (zie 3D-geprinte bestanden)

• 2x schroeven voor montagebeugelslot, lengte: 16 mm diameter 2,5 mm

• 1x handvat 3d geprint (zie 3d geprinte bestanden)

• 1x schroef voor handvat, lengte: 15 mm diameter 2,5 mm

Bediening:

• 1x roterend lasersnijwiel MDF, dikte: 6mm

• 1x As aluminium staaf diameter 8mm, lengte: 80mm

• 1x Vast voor bevestiging schijf op as

• 1x 3D-geprinte montageschijf (zie 3D-geprinte bestanden)

• 8x schroeven voor 3D-geprinte bevestigingsschijf, lengte: 12 mm diameter 3 mm

• 1x Handvat houtdraaien

• 1x schroef voor handvat, lengte: 60mm diameter 4mm

• 2x ringen voor de schroefgreep, dikte: 1,5 mm diameter 12 mm

• 1x Sleutelschakelaar (zie datasheet)

• 1x Schuifpotentiometer (zie datasheet)

• 1x Draaischakelaar 2 standen (zie datasheet)

• 2x Arcade Drukknop groen en rood diameter 60mm met LED verlichting

• 1x Noodstopknop (zie datasheet)

• 1x Houten blok, lengte: 120mm, breedte 60mm, dikte: 32mm (zie technische tekening)

• 1x DC motor (zie datasheet)

• 2x tandriemwielen GT2 (zie datasheet)

• 1x GT2 300mm tandriem (zie datasheet)

• 2x Lagers (zie datasheet)

• 1x Lagerhuis (zie 3D-geprinte bestanden)

• 4x schroeven voor 3d geprint lagerhuis, lengte: 12mm, diameter 3mm

Snijarm:

• 1x Blok 3d geprint (zie 3D geprinte bestanden)

• 1x Arm 3d geprint (zie 3D geprinte bestanden)

• 1x Feeler1 3d geprint (zie 3D geprinte bestanden)

• 1x Feeler2 3d geprint (zie 3D geprinte bestanden)

• 1x eindschakelaar (zie datasheet)

• 1x Verwarmd snijelement van pyrograaf (zie datasheet of productbeschrijving + snijpuntvorm en snijwarmte)

• 1x servomotor (zie datasheet)

• 1x aluminium blok (zie technische tekening)

• 1x Bout M3, lengte: 5mm

• 1x veer (zie datasheet)

• 1x Asdiameter 2,5 mm, lengte: 30 mm

• 2x schroeven voor bevestiging servomotor (lengte: 10mm diameter: 2mm)

• 1x Servomotor opzetstuk (zie foto)

• 2x diameter: 1 mm, lengte: 5 mm schroeven, voor bevestiging servomotor ter ondersteuning van snijarm

• 1x steunblok snijarm 3d print

• 2x 12mm diameter, lengte: 3mm schroeven op de snijarm op aluminium blok

• 1x as voor het snijarmsteunblok, lengte: 27,5 mm diameter 2 mm

• 1x afdekblok 3d geprint (zie 3d geprinte bestanden)

• 1x Kabelketting 7x7mm, lengte: 720mm

• 1x Spindel T8, lengte: 600mm (zie datablad)

• 1x Spindelmoer voor spindel T8 (Zie datasheet)

• 1x geleidestang, lengte: 600mm diameter 8mm

• 1x Kussenbloklager (zie datasheet)

• 2x Schroeven voor bevestiging Kussenbloklager, lengte: 12mm diameter 3mm

• 2x Ondersteuning voor 3D-print van de geleideschacht

• 4x schroeven voor het bevestigen van steunblokken, lengte: 219 mm diameter 4,2 mm

• 1x koppeling van de spindel naar de stappenmotor 5-8mm

• 2x schroeven voor het bevestigen van de kabelketting, lengte: 12mm diameter 3mm

• Blok voor de eindschakelaar in veilige stand, lengte: 60 mm, breedte 40 mm, dikte: 37 mm

• 1x stappenmotor unipolair (5 draden)

• 1x DC motor (5-12V) met tandwielkast (1-5 rpm)

Elektronica:

• 5x Weerstand 10KΩ 1 / 4W

• 1x Weerstand 100KΩ 1 / 4W

• 5x Weerstand 1KΩ 1 / 4W

• 2x Weerstand 180Ω 1 / 4W

• 5x Weerstand 3K9Ω 1 / 4W

• 3x Instelpotentiometer 10K lineair

• 6x Flyback-diodes

• 5x Mosfet STP16NF06L n-kanaal (60v 16A)

• 5x Transistor BC547B NPN (45v 100mA)

• 2x PIC16F88 (18-pins microcontroller)

• 1x Relais 5v NEE

Stap 2: Lasergesneden de panelen (of zaag ze met de hand)

Stap 3: 3D print enkele benodigde onderdelen

Stap 4: Maak het frame van de panelen en 3D-geprinte onderdelen

Gebruik houtlijm om de hoofdpanelen bij de vingerverbindingen aan elkaar te lijmen.

Schroef de deurdelen aan elkaar met het plexiglas deel ertussen, schroef vervolgens het scharnier aan de achterzijde van de deur en de 3D geprinte handgreep aan de voorzijde van de deur.

Schroef het wiel op de 3D-geprinte wielmontageschijf, die u op zijn beurt kunt monteren op de 8 cm lange as (diameter: 8 mm) die is verbonden met de kleine gelijkstroommotor.

Schroef de met hout gedraaide handgreep op het wiel met een lange 60 mm M4 schroef met de 2 ringen ertussen.

Stap 5: Laad de software op de microcontrollers

Laad deze 2 programma's op de microcontrollers om de machine alle elektronische componenten te laten besturen.

Stap 6: Monteer de elektronica

Gebruik een voedingsspanning (5VDC en 12VCD (afhankelijk van de spanning van de DC-motor die u gebruikt)) die de stroom aankan die uw motoren trekken. Een oude pc-voeding zou voldoende moeten zijn. Zorg ervoor dat u naast de microcontrollers ontkoppelcondensatoren (100 nF) toevoegt. Alle knoppen verbinden, wanneer ingedrukt, 5v met de corresponderende pin van de microcontroller. Voeg pull-down weerstanden (10k Ohm) toe om ervoor te zorgen dat de detectie goed werkt.

Alle elektronica moet in het afgesloten rechter compartiment van de behuizing gaan met alleen kabels die door de muur gaan voor het verwarmingselement, de eindschakelaar en de RGB LED-strip.

De gelijkstroommotor om de fles te draaien en de stappenmotor om de spindel te draaien bevinden zich ook in dit compartiment met hun as die door de scheidingswanden steekt. De andere DC-motor om de rotatie van het wiel te detecteren, is hier ook aan de binnenkant van het rechter zijpaneel gemonteerd. Dit compartiment heeft ook een kleine deur aan de achterkant voor onderhoud, waar een eenvoudig sleutelslot ook wordt aanbevolen om te voorkomen dat kinderen toegang krijgen tot de elektronica.

Stap 7: Zet de snijarm in elkaar

• De spindelmoer wordt op de 3D-geprinte armhouder geschroefd.
• Het verwarmde snijelement is gemonteerd in een klein vierkant aluminium extrusieprofiel met een paar gaten erin geboord (technische tekening inbegrepen). Het wordt stevig vastgezet door een kleine schroef aan de bovenkant van het profiel.
• Dit extrusieprofiel wordt op zijn beurt geassembleerd samen met de 3D-geprinte onderdelen, de stappenmotor en een kleine as zoals weergegeven in de afbeeldingen.
• Plaats de kleine veer op de kleine haken van beide 3D-geprinte snijarmdelen
• De eindschakelaar kan op de twee kleine pinnen aan de zijkant van de snijarm worden gemonteerd.
• De kabelketting moet zowel de kabels van het verwarmingselement als de eindschakelaar bevatten en kan op het kleine uitsteeksel van het bedrukte snijblok worden geschroefd.
• Nu kan de gehele snijarm op de 60 cm lange spindel en geleidestang worden gemonteerd
• De spindel is aan de ene kant gekoppeld aan de servo met die achter het scheidingspaneel, aan de andere kant gaat door een lager die in een 3D-geprinte beugel is gemonteerd.

Stap 8: Gids (hoe de BOTTLE CUTTER 2000 te gebruiken)

Kinderen moeten de machine altijd gebruiken onder toezicht van een volwassene. Aarzel niet om bij het detecteren van onregelmatigheden op de noodstop (bovenop de machine) te drukken. Om de machine daarna weer te gebruiken, draait u de noodstop een stukje met de klok mee.

1. Schakel de machine in door middel van het toetscontact in de rechterbovenhoek. A. Het lampje gaat NIET AAN en de DRUKKNOPPEN gaan NIET branden => De voedingskabel is niet goed aangesloten of de noodstop (bovenop de machine) is ingedrukt. Controleer stroomkabel en/of noodstop. B. Het lampje gaat NIET AAN en het RODE DRUKKNOPLICHT => Elektronisch defect, neem contact op met de bemanning. C. Het licht wordt ROOD => De deur is niet (goed) gesloten. Sluit de deur. NS. Het lampje wordt BLAUW => De machine is aan het opstarten. Wacht tot het lampje WIT wordt en de GROENE DRUKKNOP oplicht. Dit kan soms even duren

2. Open de deur en schroef een PET-fles in de houder. Zorg ervoor dat de fles horizontaal hangt. Sluit de deur. A. De RODE DRUKKNOP blijft branden => De deur is niet goed afgesteld. B. De GROENE DRUKKNOP licht op => De machine is klaar om te starten.

3. Druk op de GROENE DRUKTOETS. Het lampje kleurt BLAUW terwijl de machine de fles meet en de snijarm op zijn plaats zet.

Opmerking: Vanaf deze stap kunt u het snijden op elk moment stoppen door op de RODE KNOP te drukken. Het licht wordt dan ROOD terwijl de snijarm naar een veilige positie wordt bewogen. Open de deur pas als het lampje weer WIT wordt en begin opnieuw vanaf stap 2.

4. Als het lampje GROEN wordt, is de machine klaar om te snijden. Maak uw keuze tussen ringen of een spiraal, stel de gewenste dikte in en draai het wiel met de klok mee. De machine snijdt zolang hij wordt gedraaid en pauzeert wanneer u stopt met draaien. A. Druk op de RODE KNOP als je genoeg hebt geknipt en wacht tot het lampje WIT wordt om de deur te openen, of; B. Blijf draaien totdat de hele fles is gesneden. De snijarm detecteert het uiteinde van de fles en verplaatst deze naar de veilige positie. U kunt de deur openen wanneer het licht WIT wordt.