Prothetische Cap 3D-printer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Overzicht

In de sportwereld worden atleten met een handicap over het hoofd gezien met hun prestatiebehoeften. Velen hebben gespecialiseerde apparatuur nodig om comfort en topprestaties te garanderen tijdens het beoefenen van de sporten waar ze van houden. Het plaatselijke Paralympische basketbalteam, The Austin River City Rec'cers, heeft veel teamleden die lijden aan fysieke ontberingen, zoals ruggenmergletsel, amputaties, spierziekten en beroertes. Vanwege het gebrek aan apparatuur om zo'n atleet te helpen, besloot ons team zich te concentreren op een specifieke geamputeerde in het team dat zijn hand verloor. De speler bedekte zijn overlevende ledemaat met ducttape ter bescherming, maar deze oplossing is niet-herbruikbaar, verspillend en minder effectief dan andere oplossingen die mijn mede-geamputeerden in de atletiekwereld gebruikten.

Brainstormen

Ons team voelde zich aangetrokken tot dit probleem omdat we persoonlijke connecties hebben met de Austin River City Rec'cers en gepassioneerd waren om een organisatie te helpen die we volledig ondersteunen. Een van onze teamleden heeft een ouder die voor het team speelt en zij heeft zelf enorm veel invloed gehad met haar vrijwilligerswerk voor de non-profit, het opzetten van hun website en het runnen van veel van hun toernooispellen. De spelers zijn haar familie geworden en door haar betrokkenheid was ze getuige van een groot probleem dat ze vastbesloten was op te lossen met de middelen die tijdens Cornerstone werden geboden. Nadat we het idee aan haar andere teamlid hadden gepresenteerd en input hadden gekregen van onze maker-mentoren, voltooiden we een 6-3-5 workshop met onze collega's voor ideeën over hoe ons product en verschillende bronnen die we konden gebruiken die we niet hadden gedacht van nog. Vervolgens vulden we een onderzoeks- en ontwerppakket in om de effectiviteit van ons voorgestelde project te beoordelen in de volgende categorieën: automatisering, elektrisch, mechanisch, structureel en passie. Terugkijkend op deze middelen en nadenkend over de connectie die we hadden met de organisatie, besloten we verder te gaan met ons oorspronkelijke idee voor de atleten.

Onze oplossing

We formuleerden het idee om een 3D-printer te bouwen die caps voor atleten zou printen van TPU-filament, dat flexibeler en duurzamer is dan het veelgebruikte PLA-filament. Ons doel was om een product te programmeren en te bouwen waarbij de printer automatisch een beschermhoes zou printen die kon worden aangepast met verschillende formaten om perfect bij de atleet te passen. We wilden een microprocessor (Printerbot) programmeren die verschillende motorsystemen zou besturen en zou worden geregeld door eindstopsensoren als veiligheidsmaatregel tijdens het printen. Vanwege onze beperkte uitgaven en de mogelijkheid om onderdelen van bestaande printers te gebruiken, bleef ons project onder het budget van $ 200- $ 300 en voldeed het aan de eisen van onze klant door een effectieve en handige oplossing te bieden die gemakkelijk over de hele Paralympische wereld kon worden verspreid.

Benodigdheden

Bevestigingsmiddelen / Schroeven

M8 Moer-100

M8 Ring- 100 (bestel 2)

M3x20 bout- 50 (bestel 2)

M3 Moer-50

M3x10 Bout-6 (link is een pak van 50)

M3x8 grub (ook bekend als set) schroef - 2"

#10 x 1 platte kop Phillips plaatwerk schroeven - 4 (pak van 100)

Lagers

608 Rolschaatslagers - 3 tot 4

LM8UU lineaire lagers - 10 tot 11 (bestel 2)

Draadstangen

370 mm 8 mm- 6

300 mm 8 mm- 4

450 mm 8 mm- 3

210mm 8mm- 2

50 mm 8 mm-1

Koop 5 meter en snij dienovereenkomstig

Gladde staven

350 mm 8 mm- 2 (bestel 2)

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

420 mm 8 mm-2 (afgesneden 80 mm)

Riemen

840mm GT2 getande riem- 1

900 mm GT2 getande riem - 1

16-tands poelies om op GT2-riemen te passen - 2

Hier is een link naar een riemkit op Amazon (dienovereenkomstig knippen)

3D-printerbestanden

Frame hoekpunt met voet- 4

Frame vertex zonder voet- 2

Koppeling - 4 (twee keer afdrukken)

X wagen- 1

X einde spanrol- 1

X-end motor- 1

Z motorsteun - 2

Riemklem - 4

Riemklemmoer houder - 2

Staafklem - 8

Stangklem - 2

Y motorsteun - 1

Y-bus - 4

Eindstop houder-3

Ander:

1,5 cm vinylslang, 6,35 mm buitendiameter 4,32 mm binnendiameter (3 cm totaal) - 2

225x225x6mm multiplex- 1 (voor verwarmingsbed)

MK1/MK2 Verwarmingsbed- 1 (200x200mm aanbevolen)

NEMA17 stappenmotoren- 5

4 inch Zip-banden- 50

Microprocessor en code

Ons team zal dit document bijwerken terwijl we de code voor onze microprocessor ontwikkelen

*de leveringslijst hierboven werd aanbevolen door rep rap, maar zal volledig worden geverifieerd voor deze iteratie zodra we onze printer hebben voltooid*

Stap 1: Het frame bouwen

De eerste stap bij het bouwen van de 3D-printer is het monteren van het frame dat bestaat uit twee gladde staafdriehoeken die zijn verbonden door extra staven die verticaal lopen. Onze groep had het geluk om een reeds geconstrueerd frame op onze campus te vinden, dat we vervolgens hebben aangepast om een exacte replica van de Prusa Mendel Iteratie 2 te zijn door de klemmen te vervangen die de staaf loodrecht op de y-as en de gladde staven bij elkaar hielden gebruikt voor de x-as. Voor degenen die het frame zelf bouwen, ga naar de Rep Rap-website*, die een specifieke sectie heeft met gedetailleerde instructies over hoe de framestructuur perfect te bouwen en over de benodigde materialen voor de constructie (opgenomen in onze totale berekeningen). Hierboven staan enkele foto's met bepaalde gedrukte delen van het frame en de constructie, evenals ons frame voordat het werd aangepast om in de versie van Rep Raps te passen.

*Onze groep was van mening dat deze bron betere informatie over de constructie van het frame gaf dan wij konden, omdat we dit aspect van de printer niet zelf hadden gebouwd. Het spijt ons ten zeerste dat we onze eigen persoonlijke visie op deze stap niet konden toevoegen, maar we hebben het gevoel dat we bouwers zouden beperken en hen zouden kwetsen met mogelijk onnauwkeurige informatie die door ons wordt verstrekt. Deze site kan diep worden vertrouwd en was een geweldige referentie tijdens onze bouwactiviteiten.

Stap 2: De X-as bouwen

Materialen:

Gedrukte X-end Idler

Gedrukte X-end Motor

2 gladde staven van 420 mm

3 M3x10 bouten

1 608 lager

2 M8x30 spatbord-/spatbordringen

1 50 mm M8 draadstang

2 M8 moeren

3 M8 ringen

3 LM8UU lineaire lagers

instructies:

- Boor het middelste gat van de x-end-idler en x-end-motoronderdelen uit tot 8 mm en boor de 4 gaten uit waar de gladde staven worden ingebracht (vijl indien nodig om ervoor te zorgen dat ze goed in het gat passen)

- Plaats de x-end motor links en de x-end spanrol rechts met hun "hexagonale secties" naar elkaar gericht. Schuif de gladde staven in de spanrol.

- Kijk nu naar de onderkant van je x-wagen en kijk welke kant sleuven heeft voor twee lineaire lagers en welke slechts één gleuf heeft. Houd dit in gedachten, bepaal welke kant de voorkant is en welke de achterkant, en schuif het juiste aantal lineaire lagers op elke stang (1 voor de ene, 2 voor de andere) volgens uw voorkeur.

-Bevestig de x-end motor aan uw hengelopstelling en zorg ervoor dat de hengels zo ver naar achteren gaan als nodig is (optie om volledig door te boren zodat afstelling en bevestiging eenvoudiger zijn, u heeft alleen extra moeren nodig om vast te zetten)

De foto's hierboven tonen de twee afgedrukte stukken voor deze assemblage en de huidige voortgang van ons team op de x-as. Hoewel onze groep dit punt nog niet heeft bereikt, is de x-as pas volledig gemonteerd als de 50 mm draadstang op de x-end spanrol is geplaatst en het lager is bevestigd voor de extruderriem. Gebruik de rep rap-bron die onderaan is gelinkt voor meer informatie, en we zijn van plan het bouwproces te blijven updaten zodra we toegang hebben tot de bronnen.

Stap 3: Het verwarmingsbed bouwen

Materialen:

225x225x6mm multiplex- 1 (voor verwarmingsbed)

MK1/MK2 Verwarmingsbed- 1 (200x200mm aanbevolen)

#10 x 1" platte kop Phillips plaatwerk schroeven - 4"

Gedrukte Y-bussen - 4"

Instructies:

- Plaats de Y-bussen (naar boven gericht) op het stuk triplex en zorg ervoor dat de twee sets aan elke kant 140 mm van elkaar meten (meet vanaf het exacte midden) en dat hun afstanden van de linker- en rechterkant gelijk zijn

-Alle bussen en hun staafkanalen zullen in dezelfde richting lopen / gericht zijn, zodat de plaat soepel langs de y-asstaven kan lopen

- Klem multiplex vast en gebruik voorzichtig schroeven* om de y-bussen te bevestigen, plaats ze zo dicht mogelijk bij de voor- en achterkant zonder dat het hout barst, want dan zullen ze het verwarmingsbed niet hinderen.

-Als er schroeven uit triplex naar boven uitsteken, kunt u een handzaag met een roterend mes gebruiken om het overtollige metaal te zagen, omdat dit gevaarlijk kan zijn en de functies van de printer kan beperken

- Herhaalde belangrijke informatie voor de bussen: ze moeten allemaal in dezelfde richting wijzen, en hun afstand van de voor- en achterkant van het triplex doet er niet toe, alleen de linker en rechter bussen en de afstand tussen de bussen (ook links naar Rechtsaf)

- Meet uw verwarmingsbed in drieën op twee tegenover elkaar liggende randen van het bed (links en rechts of voor en achter) en boor twee gaten van 8 mm bij de lijnen (als u de aanbevolen 200x200 mm gebruikt, boort u ongeveer 7 cm van elke kant en zo dicht mogelijk bij de rand mogelijk) - zoals weergegeven in een van de bovenstaande foto's

- Trek het verschil in lengte van het verwarmingsbed tot het triplex af, deel het door twee en meet vanaf elke kant van het triplex met dat nummer zodat uw verwarmingsbed perfect in het midden van het hout zit. (markering met die methoden is ook te zien in een van de bovenstaande foto's)

- Klem het bed en het hout aan elkaar terwijl u het ook vastzet op een verkocht oppervlak en schroef met behulp van de 4 platte Phillips-plaatschroeven

*Ons team kent de specifieke maat en het type schroef niet die werd gebruikt om de y-bussen aan het triplex te bevestigen, maar zodra we terug in de makerruimte zijn en toegang hebben tot de printer, zullen we het type achterhalen van schroef en update de pagina. Alvast bedankt voor uw begrip

Stap 4: De Y-as bouwen

Materialen:

Gemonteerd verwarmingsbed (vanaf de laatste stap)

Gemonteerd frame

Bedrukte riemklemmen-2

840 mm × 5 mm T5 pitch-distributieriem

NEMA17 stappenmotoren-1

Katrollen met 16 tanden voor GT2-riemen - 1

4 inch Zip-banden - 4"

Instructies:

- Verzamel uw gemonteerde verwarmingsbed, een riemklem en 2 schroeven die in de gaten van de riemklemmen passen *. Draai het verwarmingsbed om en meet en plaats met een liniaal de riemklem in het midden op de voorzijde/rand van het triplex (plaats deze zo dicht mogelijk bij de rand). Schuif nu een rand van de 840 mm riem in de riemsleuf met de tanden naar boven gericht. Zet de riem vast met schroeven.

- Nadat u ervoor heeft gezorgd dat de twee gladde staven 140 mm van elkaar verwijderd zijn (zoals weergegeven in de afbeelding hierboven), draait u het verwarmingsbed naar de rechterkant en klikt u de y-bussen van het verwarmde bed op de staven.

-Als er een probleem is met de bevestiging vanwege verschillende afstanden in de staven, kunt u hun plaatsing aanpassen door de moeren los te draaien en de staafklemmen te verschuiven op de draadstangen waaraan de y-asstangen zijn bevestigd.

- Zodra het verwarmingsbed soepel langs de staven kan schuiven, klapt u de printer op zijn kant. Leid vervolgens op elke bus een kabelbinder door de kleine doorgang op elke bedrukte bus en rond de stang waaraan deze is bevestigd, en trek dan totdat deze strak zit

- Nu uw bed is vastgezet, kunnen we de printer in de normale positie draaien en tijdelijk de y-as-stappenmotor vastzetten (dit is het verst dat ons team in deze specifieke stap heeft gehaald). Schuif de stappenmotor in de y-motorbeugel en bevestig de riemschijf met 16 tanden indien nodig.

- Als u er nu zeker van bent dat uw riemlagers voor de y-as perfect zijn uitgelijnd, wikkelt u de riem die aan het verwarmingsbed is bevestigd om zowel het eerste lager als de poelie die aan de motor is bevestigd. Trek hem vervolgens strak onder het verwarmingsbed en wikkel hem om het tweede lager, waarbij u ervoor zorgt dat bij beide lagers de tandzijde van de riem het lager raakt en dat de tanden perfect in de poelie van de motor passen.

- Schuif het bed voor het gemak helemaal naar het motoruiteinde van het gordelsysteem. Nu hetzelfde als voorheen, meet en plaats de riemklem in het midden op de achterkant van het triplex met deze zo dicht mogelijk bij de rand. Trek stevig aan de rand van de riem en zet hem op zijn plaats vast (snijd eventueel overtollig materiaal af). Nu moet het bed met weinig kracht verschuiven en toch goed vast zitten.

*Ons team kent de specifieke maat en het type schroef niet die werd gebruikt om de riemklemmen aan het triplex te bevestigen, maar zodra we terug in de makerruimte zijn en toegang hebben tot de printer, zullen we het type uitzoeken schroef en update de pagina. Alvast bedankt voor uw begrip

Stap 5: Vooruit gaan…

Ons bouwproces werd afgebroken vanwege de recente pandemie, maar zodra we toegang hebben tot ons project en onze materialen, zijn we van plan de printer te voltooien en aan de Austin River City Rec'cers te geven. Dat gezegd hebbende, we hebben nog veel te voltooien voordat we ons doel bereiken, dus hieronder is een lijst van wat er nog moet worden gedaan.

-Bevestig verticale framedelen aan de motorhouders en aan elk uiteinde van de stang die loodrecht op de y-as loopt (gebruik staafklemmen)

- Voltooi de montage van de X-as: we zijn van plan om het lager voor de extruderriem vast te zetten, daarna moeten we de stappenmotor en de extruder bevestigen die ons door een van onze makermentoren is geleverd (optioneel: extruderventilator voor filament opnemen)

- Zoek een manier om filament op een veilige manier vast te zetten (opties: ontwerp en printwiel dat ofwel in het frame kan passen of eruit kan steken)

-Complete Z-as: we moeten de 210 mm draadstangen bevestigen aan de twee z-as motoren met de koppelingen en vinyl buizen

- Bevestig eindstophouders / eindstops aan elke as (elk 1)

- Bevestig de printerbot-microprocessor met ritssluitingen aan één kant van het frame

- Programmeren: sluit alle eindstops, stappenmotoren en het verwarmingsbed aan op de microprocessor van de printerbot. Zoek bestaande code voor prusa iteratie 2 (gebruik rep rap als bron) en wijzig indien nodig

Het spijt ons voor het ongemak van ons onvoltooide project, maar we hopen er in de zomermaanden aan te blijven werken en beloven deze site bij te werken naarmate we onze printer verbeteren/voltooien.

Stap 6: Bronnen

Ons team volgde het bouwproces en de materialenlijst die door de Rep Rap-website wordt verstrekt. Ze bevatten gedetailleerde instructies over elk aspect van deze iteratie van de Prusa-printer en hun site is zeer eenvoudig te volgen. Dat gezegd hebbende, hieronder staan de links naar de hoofdpagina van de site, maar ook de belangrijkste pagina's voor informatie over montage, benodigdheden, enz.

3D-printerbestanden (we gebruikten de bestanden op het tabblad metrisch-prusa)

Rep Rap "Bill of Materials"

Rep Rap-printerassemblage

Ons team zou ook graag een link willen opnemen naar de Austin River City Rec'cers-website (de organisatie die we wilden helpen met ons product) om meer te weten te komen over het doel en de spelers van het team. Je kunt hier ook doneren om het team te helpen met hun jaarlijkse uitgaven, aangezien elke bijdrage zowel hard nodig is als op prijs wordt gesteld.