تصميم طابعة بيوينك بيوينك مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة وطابعة البثق الغذائي

Summary

والهدف من هذا العمل هو تصميم وبناء طابعة ثلاثية الأبعاد للصهر القائم على الخزانات مصنوعة من مكونات مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة للتطبيقات في صناعات الطب الحيوي والطباعة الغذائية.

Abstract

الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) هي تقنية تصنيع شائعة بشكل متزايد تسمح بتلفيق الكائنات المعقدة للغاية دون تكاليف إعادة التجهيز. ويعزى هذا الانتشار المتزايد جزئيا إلى سقوط الحواجز أمام الدخول مثل تكاليف إنشاء النظام وسهولة التشغيل. يعرض البروتوكول التالي تصميم وبناء طابعة البثق المضافة (ADDME) ثلاثية الأبعاد لتصنيع الأجزاء والمكونات المخصصة. تم تصميم ADDME مع مزيج من المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد والليزر والمصدر عبر الإنترنت. يتم ترتيب البروتوكول في أقسام سهلة المتابعة ، مع رسومات تخطيطية مفصلة وقوائم أجزاء تحت عناوين التأطير ، والمحور ص والسرير ، س المحور ، البثق ، والالكترونيات ، والبرمجيات. يتم تقييم أداء ADDME من خلال اختبار البثق والطباعة ثلاثية الأبعاد للأشياء المعقدة باستخدام القشدة اللزجة والشوكولاته وPluronic F-127 (نموذج للبيوينك). وتشير النتائج إلى أن شركة أدمي هي منصة قادرة على تصنيع المواد والإنشاءات لاستخدامها في مجموعة واسعة من الصناعات. إن الجمع بين الرسومات التخطيطية التفصيلية ومحتوى الفيديو يسهل الوصول إلى معدات منخفضة التكلفة وسهلة التشغيل للأفراد المهتمين بالطباعة ثلاثية الأبعاد للكائنات المعقدة من مجموعة واسعة من المواد.

Introduction

التصنيع المضافة هي تكنولوجيا تصنيع قوية لديها القدرة على توفير قيمة كبيرة للمشهد الصناعي¹،^2. السمات الجذابة للتصنيع المضافة لا تنطوي على تكاليف الأدوات ، وارتفاع مستويات التخصيص ، وهندستها المعقدة ، وانخفاض الحواجز أمام تكاليف الدخول. لا توجد تكاليف إعادة تجهيز تسمح بتصنيع سريع للنماذج الأولية ، وهو أمر مرغوب فيه عند محاولة تقليل "الوقت إلى السوق" ، وهو هدف حاسم للصناعات في الدول المتقدمة التي تحاول الحفاظ على قدرتها التنافسية ضد المنافسين ذوي الأجور المنخفضة¹. مستويات عالية من التخصيص تسمح لمجموعة واسعة من المنتجات لتكون ملفقة مع هندستها المعقدة. عندما يتم الجمع بين هذه العوامل مع انخفاض تكاليف الإعداد والمواد والتخصص المشغل ، وهناك قيمة واضحة لتقنيات التصنيع المضافة^3.

التصنيع المضافة، وتسمى أيضا الطباعة 3D، ينطوي على تصنيع طبقة بطبقة من كائن في نظام الكمبيوتر الرقمية التي تسيطر عليها (التصنيع باستخدام الحاسب الآلي)^3. على عكس عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي التقليدية مثل الطحن ، والتي تتم إزالة المواد من ورقة أو كتلة من المواد ، يضيف نظام الطباعة ثلاثي الأبعاد المواد إلى طبقة التركيب المطلوبة طبقة بطبقة.

يمكن تسهيل الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال مجموعة من الطرق بما في ذلك الليزر أو الفلاش أو البثق أو تقنيات القذف^4. تحدد التكنولوجيا المحددة المستخدمة شكل المادة الخام (أي المسحوق أو الذوبان)، وكذلك الخصائص الريولوجية والحرارية اللازمة للمعالجة^5. يهيمن على سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد المستندة إلى البثق الأنظمة القائمة على خيوط، والتي يرجع ذلك إلى خيوط سهلة التعامل معها ومعالجتها وتوريد كميات كبيرة من المواد باستمرار إلى رأس البثق. ومع ذلك ، فإن هذه العملية محدودة بنوع المواد القادرة على تشكيلها في خيوط (أساسا اللدائن الحرارية). معظم المواد غير موجودة في شكل خيوط ، وعدم وجود منصات حديثة منخفضة التكلفة في السوق يمثل فجوة ملحوظة.

ويبين هذا البروتوكول بناء نظام قذف قائم على الخزانات يسمح بتخزين المواد في حقنة وقذفها من خلال إبرة. هذا النظام هو مناسب بشكل مثالي لتصنيع مجموعة واسعة من المواد بما في ذلك الأطعمة⁶، البوليمرات⁷، والمواد الحيوية⁸،^9. وعلاوة على ذلك، فإن تقنيات البثق المستندة إلى المكامن عادة ما تكون أقل خطورة، وأقل تكلفة، وأسهل في التشغيل من أساليب الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى.

هناك عدد متزايد من الفرق التي تقودها الجامعات لتصميم وإصدار أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر للجمهور. بدءا من Fab@Home البثق القائم على الطابعة في عام 2007¹⁰،¹¹، الباحثين تهدف إلى إنشاء منصة بسيطة ورخيصة لدفع التوسع السريع في تكنولوجيا الطباعة 3D والتطبيقات. في وقت لاحق من عام 2011 ، يهدف مشروع RepRap إلى إنشاء منصة طباعة ثلاثية الأبعاد تعتمد على خيوط مصممة بأجزاء مصنوعة من الطباعة ثلاثية الأبعاد ، بهدف إنشاء آلة ذاتية التكرار¹². وقد انخفضت تكلفة الطابعات ثلاثية الأبعاد على مر السنين ، من 2300 دولار أمريكي Fab@Home (2006) ، و 573 دولارًا أمريكيًا لـ RepRap v1 (2005) ، و 400 دولار أمريكي لv2 (2011).

في العمل السابق ، أظهرنا كيف يمكن الجمع بين نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد خارج الذات مع نظام قذف مخصص قائم على الخزان لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد معقدة من الشوكولاتة^13. وقد أظهرت تحقيقات التصميم الأخرى أنه يمكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف مقارنة بهذا التصميم النموذجي.

والهدف من هذا البروتوكول هو توفير تعليمات لبناء طابعة 3D البثق تذوب منخفضة التكلفة القائمة على خزان. يتم عرض الرسومات التخطيطية والرسومات والملفات وقوائم المكونات التفصيلية للسماح بإنشاء وتشغيل طابعة ثلاثية الأبعاد بنجاح. يتم استضافة جميع المكونات على منصة المصدر المفتوح (المشاع الإبداعي غير التجارية) https://www.thingiverse.com/Addme/collections، والتي تسمح للمستخدمين بتغيير أو إضافة ميزات إضافية حسب الرغبة. يتم استخدام كريم لزج، والشوكولاته، وبلونونيتش F-127 (نموذج لbioinks) لتقييم أداء ADDME وإظهار تطبيق الطابعة 3D ADDME إلى الصناعات الطبية الحيوية والطباعة الغذائية.

مطلوب قاطع ليزر قادرة على قطع الاكريليك وطابعة 3D سطح المكتب قادرة على طباعة جيش التحرير الشعبى الصينى أو خيوط ABS لهذا البروتوكول. يمكن استخدام سترة التدفئة الآلية وخرطوشة سخان أو سخان السيليكون لتسخين المواد ، اعتمادًا على المعدات التي يمكن للمشغل الوصول إليها. يمكن العثور على جميع ملفات CAD في https://www.thingiverse.com/Addme/designs. للبرامج الثابتة والبرامج للتحكم في الطابعة ثلاثية الأبعاد، يتم توفير الموارد http://marlinfw.org/meta/download/ https://www.repetier.com/، على التوالي. للحصول على تعليمات مفصلة حول لوحة التحكم، انظر https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

تنبيه: هناك خطر الحروق الناجمة عن اللحام الساخن وخراطيش التدفئة. لا ينبغي أبدا أن تكون خرطوشة التدفئة بالطاقة عندما لا تكون مؤمنة داخل سترة التدفئة. هناك أيضًا خطر الضغط أو التمزقات من محور الطابعة ثلاثية الأبعاد المتحرك.

1. نظرة عامة وإعداد

ملاحظة: يعرض الشكل 1A تقديم الطابعة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر والشكل 1B هو صورة للطابعة النهائية.

1. شراء جميع أجزاء من جدول المواد.
2. انظر https://www.thingiverse.com/Addme/designs لجميع أجزاء الاكريليك لتكون قطع الليزر. تأكد من استخدام 6 مم أكريليك أو لن يتناسب الإطار معًا. القواطع الليزر استخدام ليزر الطاقة العالية لخفض المواد; ويفضل متجر المهنية هنا.
3. انظر https://www.thingiverse.com/Addme/designs لجميع الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد. من المهم استخدام معلمات الطباعة المحددة مع كل جزء. لاحظ أن الطابعات ثلاثية الأبعاد تحتوي على أسطح ساخنة وأجزاء متحركة، لذا استخدم مساعدة محترف.
4. تصنيع الجزء سترة التدفئة، والتي وجدت في https://www.thingiverse.com/Addme/designs. إذا لم يكن هناك إمكانية الوصول المتاحة إلى قدرات التصنيع، سخان السيليكون(جدول المواد)يمكن شراؤها مع حامل المطبوعة 3D المرتبطة وجدت في https://www.thingiverse.com/Addme/designs.

الشكل 1: التصنيع المضافة تذوب البثق (ADDME) طابعة 3D. (أ)تقديم الطابعة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. (ب)صورة لطابعة منتهية. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. إطار التجمع

ملاحظة: الأجزاء الموضحة في الشكل 2 مطلوبة لإنهاء تجميع الإطار. يتم عقد إطار الطابعة 3D البثق تذوب معا من قبل مزيج من 6 ملم ليزر قطع الاكريليك والبراغي M3 والمكسرات(الشكل 3). يتم تعزيز الجزء السفلي من الطابعة مع قضيب مُترابط M10 وتركيبة الجوز.

1. جمع أجزاء الاكريليك 1-9 ووضعها معا في التكوين هو مبين في الشكل 3A. تحقق من تسميات الشكل للتأكد من أن كل قطعة تقع بشكل صحيح. آمنة مع مسامير M3 والمكسرات في التكوين هو مبين في الشكل 3C باستخدام مفتاح M3 ألن.
2. وضع قضيب M10 مترابطة من خلال الغرض أدلى ثقوب في أعضاء الاكريليك 6 و 8 و 10. تأمين لهم مع السبالM10 والمكسرات كما هو مبين في الشكل 3B، D. تشديد مع المداس المتغير.

الشكل 2: المكونات اللازمة لتجميع الإطار. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تجميع الإطار. (أ)الإطار المجمعة. (ب)وجهة نظر انفجرت مع أجزاء الاكريليك المسمى ودعم قضبان M10 مترابطة. (C)عرض انفجرت تبين كيف يتم توصيل كل جزء الاكريليك إلى بعضها البعض، وذلك باستخدام مسامير M3 والمكسرات لعقد الإطار معا. (د)عرض انفجرت تبين كيف قضيب مترابطة يحمل أجزاء الاكريليك 6 و 8 و 9 جنبا إلى جنب مع المكسرات M10 والسوالس. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. Y محور وطباعة سرير الجمعية الفرعية

ملاحظة: الأجزاء الموضحة في الشكل 4 مطلوبة لإنهاء المحور ص وطباعة السرير الفرعي التجميع. وينظر إلى جميع مسامير في الشكل 4، وترد الأدوات في جدول المواد.

1. باستخدام أجزاء في الشكل 4،وتجميع سرير الطباعة الفرعية الجمعية رئيس وفقا لالشكل 5C.
   1. الشريحة كتل وسادة اثنين (19) على كل رمح 8 ملم (21) وفقا للشكل 5C. الشريحة endstop (3DP 4) على واحد من مهاوي 8 ملم (21) وتأمين endstop الميكانيكية (14) باستخدام مسامير M2 ومفتاح ألن وفقا للشكل 5هاء.
   2. تأمين جميع كتل وسادة أربعة (19) إلى السرير المتصاعد (الاكريليك الجزء 12) باستخدام مسامير M4 ومفتاح ألين(الشكل 5C). تأمين المشبك حزام (3DP 3) على السرير المتصاعد (الجزء 12 الاكريليك) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 5C). تأمين سرير الطباعة (الاكريليك جزء 11) على السرير تصاعد (12)(الشكل 5C)باستخدام المسمار M3، الجوز، وترتيب الربيع وفقا للشكل 5F.
2. تأمين الأجزاء المتبقية من الشكل 4 إلى الإطار وفقا للشكل 5D، G.
   1. تأمين اثنين من أصحاب رمح (3DP 2) إلى كل من اللوحة الخلفية (الجزء 6 الاكريليك) واللوحة الأمامية (الجزء الاكريليك 10) باستخدام مسامير M2 ومفتاح ألين وفقا للشكل 5D، G، على التوالي.
   2. تأمين حامل محرك السائر (12) إلى اللوحة الخلفية (الجزء 6 الاكريليك) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 5D). تأمين محرك السائر (11) إلى حامل محرك السائر (12) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 5D). تأمين المعرف الحزام (3DP 1) إلى اللوحة الأمامية (الجزء الاكريليك 10) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 5G).
3. وضع سرير الطباعة الفرعية الجمعية في الإطار عن طريق مطابقة ما يصل كل نهاية رمح 8 ملم (21) إلى حامل رمح (3DP 2) وفقا للشكل 5A، D، G.
   ملاحظة: قد يكون من الضروري تخفيف السُبل M12 على اللوحة الأمامية (الجزء 10 الأكريليك) لإنشاء مساحة لوضع التجميع الفرعي لسرير الطباعة في الإطار.
4. وأخيرا، لإكمال المحور ص وطباعة السرير الفرعي الجمعية الفرعية، المسمار المعقم إلى التسكع الحزام (3DP 1) باستخدام المسمار M3، ثم تأمين مسنن ة لالتسكع محرك السائر عن طريق تشديد المسمار نكش M2 على المعجن مسنن مع مفتاح ألين M2. حرك الحزام (17) حول الدلبل (17) ومسنن الأيدلر (17) وإلى المشبك الحزام (3DP 3) لإنتاج التوتر في الحزام. إكمال القسم عن طريق تشديد المشبك حزام (3DP 3) مع مفتاح ألن M3.

الشكل 4: المكونات اللازمة لوضع معا المحور ص وطباعة السرير الفرعي ة الجمعية. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: التصنيع المضافة تذوب البثق (ADDME) طابعة 3D. (أ)تقديم رسومية للإطار، ص محور، والسرير. (ب)تقديم رسومية للمحور ص والسرير. (C)عرض انفجرت من السرير الفرعية الجمعية. (D)عرض المسمى يوضح كيفية اتصال المحور ص إلى اللوحة الخلفية. (E)التكبير في عرض نهاية الميكانيكية. (F)عرض انفجرت من لوحة الطباعة نظام التسوية الربيع. (G)عرض المسمى الذي يوضح كيفية اتصال المحور ص باللوحة الأمامية. (H)عرض الجانب تقديم رسومية من المحور ص والسرير. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. X محور التجميع الفرعي

ملاحظة: الأجزاء الموضحة في الشكل 6 مطلوبة لإنهاء التجميع الفرعي للمحور x. وينظر إلى جميع مسامير في الشكل 6، وترد الأدوات في جدول المواد.

1. باستخدام الأجزاء في الشكل 6، تجميع الجانب الأيسر من التجمع الفرعي المحور س وفقا للشكل 7C.
   1. ضع الجوز ة النحاسية (18) داخل حامل الجوز (3DP 5) وآمن إلى وسادة المحور x اليسرى (3DP 8) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7C).
   2. تأمين كتلة وسادة (19) على وسادة x محور اليسار (3DP 8) باستخدام مسامير M4 ومفتاح ألين(الشكل 7C). تأمين محور x-idler 1 (3DP 9) إلى وسادة المحور س اليسار (3DP 8) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7C).
   3. محاذاة الثقوب مركز الدلبل (17)، س محور الidler 1 (3DP 9)، وx-محور Idler 2 (3DP 10). آمنة باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7C). باستخدام الأجزاء الموضحة في الشكل 6، قم بتجميع الجانب الأيمن من التجميع الفرعي للمحور x وفقًا للشكل 7D.
   4. ضع الجوز ة النحاسية (18) داخل حامل الجوز (3DP 5) وآمن إلى وسادة المحور x الأيمن (3DP 6) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7D).
   5. تأمين كتلة وسادة (19) على وسادة x-محور الحق (3DP 6) باستخدام مسامير M4 ومفتاح ألين(الشكل 7D). تأمين يمين المحور س (3DP 7) إلى وسادة المحور س الحق (3DP 6) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7D). تأمين محرك السائر (11) إلى يمين المحور س (3DP 7) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7D).
2. خيط كل من قضبان مترابطة (18) في كل من المكسرات النحاسية (18) وفقا للشكل 7B. الشريحة اثنين من مهاوي 8 ملم (20) في كل من كتل وسادة (19) عموديا، واثنين من مهاوي 8 ملم (20) أفقيا وفقا للشكل 7B، C، D.
3. تأمين الأجزاء المتبقية من الشكل 6 إلى الإطار وفقا للشكل 7E، F.
   1. تأمين اثنين من أصحاب رمح (3DP 2) إلى كل من اللوحة العليا (الجزء الاكريليك 2) والالكترونيات الضميمة أعلى (الجزء 5 الاكريليك) باستخدام مسامير M2 ومفتاح ألين(الشكل 7E، F). تأمين محامل كتلة وسادة (15) على اللوحة العليا (الجزء الاكريليك 2) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7E). تأمين المحركات السائر (11) على أعلى الضميمة الالكترونيات (الجزء 5 الاكريليك) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 7F).
      ملاحظة: مغرفة (16) هو مكون تم تصميمه لتوصيل حجمين رمح مختلفة.
   2. تأمين مقبل (16) على مهاوي المحركات السائر (11) عن طريق تشديد المسمار نكش أقل مع مفتاح ألن M2(الشكل 7F).
4. ضع التجميع الفرعي للمحور x في الإطار عن طريق محاذاة مهاوي 8 مم الرأسية مع حامل العمود (3DP 2) وتشديد باستخدام مسامير M2 ومفتاح ألين(الشكل 7E، F). تأمين قضيب مترابطة (18) في الطرف الآخر من المكينة (16) عن طريق تشديد المسمار نكش العلوي مع مفتاح ألن M2(الشكل 7E، F).
   ملاحظة: قد تحتاج اللوحة العلوية (الجزء الأكريليك 2) إلى إزالتها مؤقتًا بحيث يمكن احتواء التجميع الفرعي للمحور x في الإطار.

الشكل 6: المكونات اللازمة لوضع التجميع الفرعي للمحور x. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: التجميع الفرعي للمحور X. (أ)تقديم رسومية للإطار والمحور س. (ب)تقديم رسومية للمحور س. (ج)انفجر عرض الجانب الأيسر من التجمع الفرعي. (د)انفجر عرض الجانب الأيمن من الجمعية الفرعية. (هـ)عرض مُلصق يوضح كيفية اتصال المحور س باللوحة العليا. (و)عرض المسمى يوضح كيفية اتصال المحور x بحاوية الإلكترونيات. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. البثق الفرعي ة الجمعية

ملاحظة: يستخدم التجميع الفرعي للقذف تصميم ًا مزدوجًا لمحرك السائر لضمان تحقيق مستوى عالٍ من الدقة من خلال موازنة القوى على كل جانب من جانبي المكبس. الأجزاء الموضحة في الشكل 8 مطلوبة لإنهاء التجميع الفرعي للقذف.

1. جمع جميع الأجزاء الموضحة في الشكل 8 وتجميع رأس البثق وفقا للشكل 9.
   ملاحظة: الشكل 9B هو عرض منفجرة من التجميع الفرعي الطارد الذي يوضح كيف يناسب كل مكون معاً. توضح الخطوات التالية كيفية القيام بذلك. وينظر إلى جميع مسامير في الشكل 8، وترد الأدوات في جدول المواد.
   1. تأمين كتل وسادة اثنين (19) على backplate الطارد (3DP 14) باستخدام مسامير M4 ومفتاح ألين(الشكل 9B). تأمين المشبك حزام الطارد (3DP 13) على backplate الطارد (3DP 14) بين كتل الوسائد (19) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين(الشكل 9B).
   2. تأمين backplate الطارد (3DP 14) إلى حامل محرك الطارد (3DP 15) باستخدام مسامير عرافة M3 ومفتاح ألين(الشكل 9B). تأمين اثنين من المحركات السائر (11) على حامل محرك الطارد (3DP 15) باستخدام مسامير عرافة M3 ومفتاح ألين(الشكل 9B).
      ملاحظة: مغرفة (16) هو مكون تم تصميمه لتوصيل حجمين رمح مختلفة.
   3. تأمين المكينة (16) على مهاوي المحركات السائر (11) عن طريق تشديد المسمار نكش أقل مع مفتاح ألن M2(الشكل 9B). تأمين المسمار مترابطة (18) داخل المزواج (16) عن طريق تشديد المسمار نكش العلوي(الشكل 9B).
   4. حرك سترة التدفئة أو سخان السيليكون في حامل محرك الطارد (3DP 15) وفقًا للرقم 9B. تأمين المكسرات النحاس (18) داخل قفل المكبس 1 (3DP 11) باستخدام مسامير M3 ومفتاح ألين.
2. قم بتركيب رأس البثق على المحور x وفقًا للرقم 9A.
   1. حرك مهاوي 8 ملم وجدت على المحور س في كتل وسادة (19) على رأس الطارد وفقا للشكل 9A.
   2. التفاف حزام محرك الأقراص (17) من خلال الدلبل (17) ومسننة المعضرين (17) تقع على التجمعين س المحور اليسار واليمين وتأمين حزام محرك الأقراص (17) في المشبك حزام الطارد (3DP 13) باستخدام مسامير عرافة M3 ومفتاح ألين(الشكل 9C).

الشكل 8: المكونات اللازمة لتجميع الطارد. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 9: الجمعية الفرعية الطارد. (أ)تقديم رسومية للتجميع الفرعي الطارد. (ب)عرض انفجرت تظهر مكونات الطارد. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. الالكترونيات والأسلاك

1. جبل اردوينو في الجزء الاكريليك 7 (كفن الالكترونيات، هو مبين في الشكل 10ألف)مع مسامير عرافة M3 باستخدام مفتاح ألن M3. إدراج لوحة سلالم على رأس لوحة اردوينو الموجهة كما هو مبين في الشكل 10A، B مع المكونات USB التي تواجه الجزء الاكريليك 6 (اللوحة الخلفية).
2. جبل التيار الكهربائي العاصمة جاك في الجزء 6 الاكريليك (اللوحة الخلفية، كما هو مبين في الشكل 10ألف)وموصل لإمدادات الطاقة في الشكل 10B. ربط وحدات تحكم المحرك، المحركات السائر، توقف نهاية، سخان، والحرارية إلى دبابيس كل منهما(الشكل 10B).

الشكل 10: الإلكترونيات. (أ)تقديم رسومية من موقع لوحة التحكم في الإلكترونيات تصاعد. (ب)مخطط اتصال المكونات الكهربائية والمحركات إلى لوحة الطباعة ثلاثية الأبعاد [جوس Hummelink (grabcab.com) قدمت ملفات اردوينو وسلالم كندي]. (ج)صورة من الأسلاك النهائية. ويمكن رؤية الأسلاك المؤدية من لوحة سلالم، ثم إلى رئيس البثق ومحركات محور x / ص. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

7. البرمجيات والتحكم والمعايرة

ملاحظة: للحصول على إرشادات أكثر تفصيلاً ومعلومات استكشاف الأخطاء وإصلاحها، راجع https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4.

1. تحميل البرامج الثابتة من http://marlinfw.org/meta/download/.
2. تثبيت repetier https://www.repetier.com/.
3. استبدال ملف .configuration في البرامج الثابتة الموجودة في https://www.thingiverse.com/Addme/designs.
4. تعيين معدل buad في repetier إلى 112500 عن طريق التنقل (في repetier) لتكوين | إعدادات الطابعة | اتصال | سعر الباود: 115200.
5. انقر فوق رمز الاتصال في repetier.
6. بمجرد الاتصال، يتم تحقيق التحكم الكامل في الطابعة. انتقل إلى التحكم اليدوي لتحريك سرير الطباعة وحاول ضبط درجة الحرارة.
   تنبيه: تأكد من عدم تجاوز درجة الحرارة القصوى للحقنة أو مكونات السكن (انظر المناقشة لمزيد من المعلومات). في حين أن محركات السائر لديها قوة محدودة ، فإن حركة المحور تمثل خطرًا ميكانيكيًا.
   ملاحظة: في هذه المرحلة هناك طابعة تعمل بشكل كامل. في القسم التالي (القسم 8)، يتم وصف الإجراء للحصول على الطابعة جاهزة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

8. التحضير للطباعة ثلاثية الأبعاد

1. تحميل حقنة 2 مل مع المواد المطلوبة، مثل كريم لزج، والشوكولاته، أو pluronic(الشكل 11A).
2. لوضع الحقنة في رأس البثق ، ابدأ بإدخال الحقنة في قفل المكبس 1 (3DP 11 ، الشكل 11B). بعد ذلك ، أدخل الحقنة في سترة التدفئة أثناء تحويل البراغي المترابطة بعناية(الشكل 11C).
3. اختياري: إذا لم يتم تسوية السرير، فمن الضروري أن مستوى ذلك. حرك رأس الطباعة يسارًا ويمينًا ثم لأعلى ولأسفل، وتحقق مما إذا كانت المسافة بين السرير وفوهة الحقنة متسقة. الشريحة قطعة من الورق بين الحقنة والسرير ويشعر الاحتكاك(الشكل 11E)،ثم استخدم مفتاح ألن M3(الشكل 11D)لضبط مستوى السرير إذا لزم الأمر.
4. اختياري: إذا كانت المواد المختارة تحتاج إلى تسخين، فافعل ذلك الآن. انتقل إلى علامة التبويب التحكم اليدوي في repetier وتعيين درجة الحرارة إلى المستوى المطلوب.

الشكل 11: إعداد الطباعة ثلاثية الأبعاد. (أ)حقنة 2 مل محملة (من اليسار إلى اليمين) كريم لزج (150 مل، كريم اليد نيفيا)، الشوكولاته (كادبوري، الحليب العادي)، وPluronic F-127 (سيغما الدريتش). (B)المكبس يجري إدراجها في قفل المكبس 1 (3DP 11). (C)هو مبين هو حقنة يجري إدراجها في سترة التدفئة، في حين أن مسامير مترابطة هي اصطياد على المكسرات النحاسية. (D)هو مبين مفتاح ألين على وشك أن تدرج في المسمار عرافة M3 الإبقاء، مما يسمح للمستوى ليتم تعديلها. (E)ثم يتم وضع بطاقة عمل تحت الحقنة للتحقق من المسافة بين السرير والحقنة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

تم تقييم أداء ADDME أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام كريم لزج (150 مل، كريم يد نيفيا)، شوكولاتة (كادبوري، حليب عادي)، وبلوروينيك F-127 (سيغما الدريتش). تم استخدام كريم لزج والشوكولاته كما هي، وتم حل Pluronic في محلول 20٪ من الوزن النقي مع الماء فائق النقاء وتخزينها المبردة في 5 در...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

يوفر هذا البروتوكول إرشادات تفصيلية لإنشاء طابعة ثلاثية الأبعاد ذات تكلفة منخفضة. يمكن تقسيم بناء الطابعة ثلاثية الأبعاد إلى أقسام فرعية بما في ذلك الإطار ، والمحور ص / السرير ، والمحور العاشر ، والطارد ، والإلكترونيات ، والبرمجيات. يتم تقديم هذه الأقسام الفرعية مع رسومات تخطيطية مفصلة و?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
15 W 12V DC 50x100mm Flexible Silicon Heater	Banggood	1280175	Optional; AU$4.46
3D Printer	Lulzbot		https://download.lulzbot.com/
3D Printer	Ultimaker	Ultimaker 2+
AC 100-240V to DC 12V 5A 60W Power Supply	Banggood	994870	AU$12.7
Acrylic Sheet White Continuous Cast 1200x600mm	Mulford Plastics		AU$36.95
Allen Keys	Metric
Arduino MEGA2560 R3 with RAMPS 1.4 Controller	Geekcreit	984594	AU$28.91
Carbon Steel Linear Shaft 8mm x 350mm	Banggood	1119330	AU$13.44
Carbon Steel linear Shaft 8mm x 500mm	Banggood	1276011	AU$19.42
Chocolate	Cadbury
Computer with internet access	Dell
Coupler 5-8mm	Banggood	1070710	AU$6.93
Hand Cream	Nivea	80102
Heating Cartridge	Creality 3D	1192704	AU$4.75
K Type Temperature Sensor Thermocouple	Banggood	1212169	AU$2.37
Laser Cutter	trotec	Speedy 300	https://www.troteclaser.com/
M10 1mm Pitch Thread Metal Hex Nut + Washer	UXCELL		AU$8.84
M10 1mm Pitch Zinc Plated Pipe 400mm Length	UXCELL		AU$11.62
M2 - 0.4mm Internal Thread Brass Inserts	Ebay		AU$5.65
M2 Nuts	Suleve	1239291	AU$9.17
M2 x 10 mm Button Hex Screws	Suleve	1239291	AU$9.17
M2 x 5mm Button Hex Screws	Suleve	1239291	AU$9.17
M3 - 0.5mm Internal Thread Brass Inserts	Suleve	1262071	AU$7.5
M3 Nuts	Suleve	1109208	AU$7.85
M3 Washer	Banggood	1064061	AU$3.05
M3 x 10mm Button Hex Screws	Suleve	1109208	AU$7.85
M3 x 20mm Button Hex Screws	Suleve	1109208	AU$7.85
M3 x 6mm Button Hex Screws	Suleve	1109208	AU$7.85
M3 x 8mm Button Hex Screws	Suleve	1109208	AU$7.85
M4 x 8mm Button Hex Screws	Suleve	1273210	AU$4.32
Needle Luer Lock 18 - 27 Gauge	Terumo	TGA ARTG ID: 130227	AU$3.57
NEMA 17 Stepper Motor	Casun	42SHD0001-24B	AU$54
NEMA Stepper Motor Mounting Bracket	Banggood	ptNema17br90	AU$4.79
Pillow Block Flange Bearing 8mm	Banggood	KFL08	AU$5.04
PLA Filament	Creality 3D	1290153	AU$24.95
Pluronic F127	Sigma Aldrich	P2443-250G
SC8UU 8mm Linear Motion Ball Bearing	Toolcool	935967	AU$21.6
SG-5GL Micro Limit Switch	Omron	1225333	AU$4.5
Soldering Station			Solder, Wires, Heat shrink e.c.t.
Spring	Banggood	995375	AU$2.53
Syringe 3ml Luer Lock Polypropylene	Brauhn	9202618N	AU$3.14
Timing Pulley GT2 20 Teeth and Belt Set	Banggood	10811303	AU$11.48
Trapezoidal Lead Screw and Nut 8mm x 400mm	Banggood	1095315	AU$29.02
Variable Spanner