Name: design of an open-source, low-cost bioink and food melt extrusion 3d printer
Uploaded: 2020-03-02T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer at JoVE.com

Denne forskning modtog ingen specifikke tilskud fra finansieringsorganer i den offentlige, kommercielle eller almennyttige sektor. Særlig tak til Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran og Dominik Vu for deres bidrag på en tidligere prototype af designet.

FORSIGTIG: Der er risiko for forbrændinger forårsaget af varmt loddejern og varmepatroner. Varmepatronen må aldrig tændes, når den ikke er sikret inde i varmejakken. Der er også risiko for klemning eller flænger fra den bevægelige 3D-printerakse.
1. Oversigt og forberedelse
BEMÆRK: Figur 1A viser en computergenereret gengivelse af printeren, og figur 1B er et billede...

<ol>
	<li>Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., Rosenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+Virtualization,+Decentralization+and+Network+Building+Change+the+Manufacturing+Landscape:+An+Industry+4.0+Perspective.">How Virtualization, Decentralization and Network Building Change the Manufacturing Landscape: An Industry 4.0 Perspective.</a> World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Information and Communication Engineering. 8 (1), (2014).</li><li>Gilchrist, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+Industry+4.0.">Introducing Industry 4.0.</a> Industry 4.0. , 195-215 (2016).</li><li>Petrick, I. J., Simpson, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Printing+Disrupts+Manufacturing:+How+Economies+of+One+Create+New+Rules+of+Competition.">3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules of Competition.</a> Research-Technology Management. 56 (6), 12-16 (2013).</li><li>Wong, K., Hernandez, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+Additive+Manufacturing.">A Review of Additive Manufacturing.</a> ISRN Mechanical Engineering. 10, (2012).</li><li>Lanaro, M., Desselle, M. R., Woodruff, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Printing+Chocolate:+Properties+of+Formulations+for+Extrusion,+Sintering,+Binding+and+Ink+Jetting.">3D Printing Chocolate: Properties of Formulations for Extrusion, Sintering, Binding and Ink Jetting.</a> Fundamentals of 3D Food printing and Applications. , (2018).</li><li>Godoi, F. C., Prakash, S., Bhandari, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3d+printing+technologies+applied+for+food+design:+Status+and+prospects.">3d printing technologies applied for food design: Status and prospects.</a> Journal of Food Engineering. 179, 44-54 (2016).</li><li>Stansbury, J. W., Idacavage, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+with+polymers:+Challenges+among+expanding+options+and+opportunities.">3D printing with polymers: Challenges among expanding options and opportunities.</a> Dental Materials. 32 (1), 54-64 (2016).</li><li>Zhu, W., Ma, X., Gou, M., Mei, D., Zhang, K., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+functional+biomaterials+for+tissue+engineering.">3D printing of functional biomaterials for tissue engineering.</a> Current Opinion in Biotechnology. 40, 103-112 (2016).</li><li>Lanaro, M., Booth, L., Powell, S. K., Woodruff, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrofluidodynamic+technologies+for+biomaterials+and+medical+devices:+melt+electrospinning.">Electrofluidodynamic technologies for biomaterials and medical devices: melt electrospinning.</a> Electrofluidodynamic Technologies (EFDTs) for Biomaterials and Medical Devices. , 37-69 (2018).</li><li>Malone, E., Lipson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fab@Home:+the+personal+desktop+fabricator+kit+Article+information.">Fab@Home: the personal desktop fabricator kit Article information.</a> Rapid Prototyping Journal. 13 (4), 245-255 (2007).</li><li>Vilbrandt, T., Malone, E., Lipson, H., Pasko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+Desktop+Fabrication.">Universal Desktop Fabrication.</a> Heterogeneous Objects Modelling and Applications. , 259-284 (2008).</li><li>Jones, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RepRap-the+replicating+rapid+prototyper.">RepRap-the replicating rapid prototyper.</a> Robotica. 29, 177-191 (2011).</li><li>Lanaro, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+complex+chocolate+objects:+Platform+design,+optimization+and+evaluation.">3D printing complex chocolate objects: Platform design, optimization and evaluation.</a> Journal of Food Engineering. , (2017).</li><li>Wu, W., DeConinck, A., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Omnidirectional+Printing+of+3D+Microvascular+Networks.">Omnidirectional Printing of 3D Microvascular Networks.</a> Advanced Materials. 23 (24), H178-H183 (2011).</li><li>Paxton, N., Smolan, W., B&#246;ck, T., Melchels, F., Groll, J., Jungst, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proposal+to+assess+printability+of+bioinks+for+extrusion-based+bioprinting+and+evaluation+of+rheological+properties+governing+bioprintability.">Proposal to assess printability of bioinks for extrusion-based bioprinting and evaluation of rheological properties governing bioprintability.</a> Biofabrication. 9 (4), 044107 (2017).</li></ol>

Denne protokol indeholder detaljerede instruktioner til konstruktion af en billig smelteekstruderingsbaseret 3D-printer. Konstruktion af 3D-printeren kan opdeles i undersektioner, herunder ramme, y-akse/seng, x-akse, ekstruder, elektronik og software. Disse underafsnit præsenteres med detaljerede diagrammer, tegninger, filer og reservedelslister. Den samlede pris på en ADDME 3D-printer kommer til $ 343 AUD ($ 245 USD fra 01/17/2019), hvilket gør dette til den billigste, reservoir-baserede smelte ekstrudering 3D printe...

Additiv fremstilling er en stærk fremstillingsteknologi , der har potentiale til at give industrielt landskab1,2en betydelig værdi . De attraktive funktioner i additiv fremstilling indebærer ingen værktøjsomkostninger, høje niveauer af tilpasning, komplekse geometrier, og reducerede hindringer for indgangsomkostninger. Ingen omstillingomkostninger giver mulighed for hurtig fremstilling af prototyper, hvilket er ønskeligt, når man forsøger at reducere "tid til markedet", hvilket er et kritisk mål for industrier i udviklede lande, der forsøger at forblive konkurrencedygtige over for lavtlønskonkurrenter1. Høje niveauer af customizability giver mulighed for en bred vifte af produkter, der skal fremstilles med komplekse geometrier. Når disse faktorer kombineres med de lave omkostninger til opsætning, materialer og operatørspecialisering, er der en klar værdi af additiv fremstillingsteknologi3.
Additiv fremstilling, også kaldet 3D-print, indebærer lag-for-lag fabrikation af et objekt i en computer numerisk kontrolleret (CNC) system3. I modsætning til traditionelle CNC-processer som fræsning, hvor materiale fjernes fra et ark eller materialeblok, tilføjer et 3D-printsystem materiale til den ønskede struktur lag for lag.
3D-print kan lettes gennem en række metoder, herunder laser, flash, ekstrudering, eller jetting teknologier4. Den anvendte specifikke teknologi bestemmer råvarens form (dvs. pulver eller smelte), samt de reologiske og termiske egenskaber, der kræves til forarbejdning5. Markedet for ekstruderingsbaseret 3D-print er domineret af filamentbaserede systemer, som skyldes, at glødetråder er nemme at håndtere, behandle og løbende levere store mængder materiale til ekstruderingshovedet. Denne proces er imidlertid begrænset af den type materiale, der kan dannes i filamenter (hovedsagelig termoplast). De fleste materialer findes ikke i filamentform, og manglen på moderne lavprisplatforme på markedet er et bemærkelsesværdigt hul.
Denne protokol viser opførelsen af et reservoir-baseret ekstruderingssystem, der gør det muligt at opbevare materialer i en sprøjte og ekstruderet gennem en nål. Dette system er velegnet til fremstilling af en bred vifte af materialer, herunder fødevarer6, polymerer7, og biomaterialer8,9. Desuden er reservoirbaserede ekstruderingsteknikker typisk mindre farlige, lavere omkostninger og lettere at betjene end andre 3D-udskrivningsmetoder.
Der er et stigende antal universitetsledede teams, der designer og frigiver open source 3D-printsystemer til offentligheden. Begyndende med Fab@Home ekstrudering-baseret printer i 200710,11, forskere har til formål at skabe en enkel og billig platform til at drive hurtig ekspansion i 3D-print teknologi og applikationer. Senere i 2011 havde RepRap-projektet til formål at skabe en glødefribaseret 3D-printplatform designet med dele fremstillet af 3D-udskrivning med det formål at skabe en selvkopierende maskine12. Omkostningerne ved 3D-printere har været faldende i årenes løb, fra $ 2300 USD for en Fab@Home (2006), $ 573 USD for en RepRap v1 (2005), og $ 400 USD for v2 (2011).
I tidligere arbejde, viste vi, hvordan en off-the-self 3D print system kunne kombineres med en brugerdefineret reservoir-baseret ekstrudering system til at skabe komplekse 3D-objekter fra chokolade13. Yderligere designundersøgelse har vist, at der kan opnås betydelige omkostningsbesparelser i forhold til dette prototypedesign.
Formålet med denne protokol er at give instruktioner til opførelse af en billig reservoir-baseret smelte ekstrudering 3D-printer. Præsenteret her er detaljerede diagrammer, tegninger, filer og komponent lister for at tillade en vellykket konstruktion og drift af en 3D-printer. Alle komponenter er hostet på open source (creative commons ikke-kommercielle) platform <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, som giver brugerne mulighed for at ændre eller tilføje yderligere funktioner som ønsket. Viscous creme, chokolade og pluronic F-127 (en model for bioinks) bruges til at evaluere ydeevnen af ADDME og demonstrere anvendelsen af ADDME 3D-printeren til biomedicinske og fødevareudskrivning industrier.
En laserskærer, der kan skære akryl og en stationær 3D-printer, der kan udskrive PLA eller ABS-filamenter, er nødvendige for denne protokol. En bearbejdet varmejakke og varmelegemepatron eller silikonevarmer kan bruges til at opvarme materialet, afhængigt af hvilket udstyr operatøren har adgang til. Alle CAD-filer kan findes på <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. Til firmware og software til styring af 3D-printer, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> og <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> leveres ressourcer, henholdsvis. Du kan finde detaljerede instruktioner om kontrolkortet under <a href="https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4" target="_blank">https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4</a>.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15 W 12V DC 50x100mm Flexible Silicon Heater</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1280175</td>
			<td>Optional; AU$4.46</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Lulzbot</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://download.lulzbot.com/TAZ/6.02/documentation/manual/9780989378482_interior_r6.02.pdf" target="_blank">https://download.lulzbot.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>Ultimaker 2+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AC 100-240V to DC 12V 5A 60W Power Supply</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>994870</td>
			<td>AU$12.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic Sheet White Continuous Cast 1200x600mm</td>
			<td>Mulford Plastics</td>
			<td></td>
			<td>AU$36.95</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allen Keys</td>
			<td>Metric</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino MEGA2560 R3 with RAMPS 1.4 Controller</td>
			<td>Geekcreit</td>
			<td>984594</td>
			<td>AU$28.91</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel Linear Shaft 8mm x 350mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1119330</td>
			<td>AU$13.44</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel linear Shaft 8mm x 500mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1276011</td>
			<td>AU$19.42</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chocolate</td>
			<td>Cadbury</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer with internet access</td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupler 5-8mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1070710</td>
			<td>AU$6.93</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Cream</td>
			<td>Nivea</td>
			<td>80102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Cartridge</td>
			<td>Creality 3D</td>
			<td>1192704</td>
			<td>AU$4.75</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K Type Temperature Sensor Thermocouple</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1212169</td>
			<td>AU$2.37</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Cutter</td>
			<td>trotec</td>
			<td>Speedy 300</td>
			<td><a href="https://www.troteclaser.com/fileadmin/content/images/Contact_Support/Manuals/8047-speedy-400-redesign-manual-EN.pdf" target="_blank">https://www.troteclaser.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M10 1mm Pitch Thread Metal Hex Nut + Washer</td>
			<td>UXCELL</td>
			<td></td>
			<td>AU$8.84</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M10 1mm Pitch Zinc Plated Pipe 400mm Length</td>
			<td>UXCELL</td>
			<td></td>
			<td>AU$11.62</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 - 0.4mm Internal Thread Brass Inserts</td>
			<td>Ebay</td>
			<td></td>
			<td>AU$5.65</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 Nuts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 x 10 mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 x 5mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 - 0.5mm Internal Thread Brass Inserts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1262071</td>
			<td>AU$7.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 Nuts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 Washer</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1064061</td>
			<td>AU$3.05</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 10mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 20mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 6mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 8mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M4 x 8mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1273210</td>
			<td>AU$4.32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Luer Lock 18 - 27 Gauge</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>TGA ARTG ID: 130227</td>
			<td>AU$3.57</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEMA 17 Stepper Motor</td>
			<td>Casun</td>
			<td>42SHD0001-24B</td>
			<td>AU$54</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEMA Stepper Motor Mounting Bracket</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>ptNema17br90</td>
			<td>AU$4.79</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pillow Block Flange Bearing 8mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>KFL08</td>
			<td>AU$5.04</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLA Filament</td>
			<td>Creality 3D</td>
			<td>1290153</td>
			<td>AU$24.95</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F127</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P2443-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SC8UU 8mm Linear Motion Ball Bearing</td>
			<td>Toolcool</td>
			<td>935967</td>
			<td>AU$21.6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SG-5GL Micro Limit Switch</td>
			<td>Omron</td>
			<td>1225333</td>
			<td>AU$4.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering Station</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solder, Wires, Heat shrink e.c.t.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>995375</td>
			<td>AU$2.53</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 3ml Luer Lock Polypropylene</td>
			<td>Brauhn</td>
			<td>9202618N</td>
			<td>AU$3.14</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timing Pulley GT2 20 Teeth and Belt Set</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>10811303</td>
			<td>AU$11.48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trapezoidal Lead Screw and Nut 8mm x 400mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1095315</td>
			<td>AU$29.02</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable Spanner</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design of an open-source, low-cost bioink and food melt extrusion 3d printer

Tredimensionel (3D) udskrivning er en stadig mere populær fremstillingsteknik, der gør det muligt at fremstille meget komplekse objekter uden omføringsomkostninger. Denne stigende popularitet er til dels drevet af faldende adgangsbarrierer såsom systemopsætningsomkostninger og driftslethed. Følgende protokol præsenterer design og konstruktion af en Additive Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) 3D printer til fremstilling af brugerdefinerede dele og komponenter. ADDME er designet med en kombination af 3D-printede, laserskårne og online-sourced komponenter. Protokollen er arrangeret i letatse sektioner, med detaljerede diagrammer og dele lister under overskrifterne indramning, y-akse og seng, x-akse, ekstrudering, elektronik og software. Addme's ydeevne evalueres ved ekstruderingstest og 3D-print ning af komplekse genstande ved hjælp af tyktflydende creme, chokolade og pluronic F-127 (en model for bioinks). Resultaterne viser, at ADDME er en egnet platform til fremstilling af materialer og konstruktioner til brug i en lang række brancher. Kombinationen af detaljerede diagrammer og videoindhold letter adgangen til billigt udstyr, der er let at betjene, for personer, der er interesseret i 3D-print ning af komplekse genstande fra en lang række materialer.

Addme's ydeevne under 3D-udskrivning blev evalueret ved hjælp af en tyktflydende creme (150 ml, Nivea håndcreme), chokolade (Cadbury, almindelig mælk) og Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). Viskouscremen og chokoladen blev anvendt som det, og Pluronic blev opløst i en 20% wt opløsning med ultrarent vand og opbevares nedkølet ved 5 °C indtil det er nødvendigt14,15.
Li...

Watch this Scientific Journal Video about Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer at JoVE.com

Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

Formålet med dette arbejde er at designe og konstruere en reservoirbaseret smelteekstrudering af tredimensionalprinter fremstillet af open source- og lavpriskomponenter til applikationer i den biomedicinske industri og fødevareudskrivningsindustrien.

Design af en Open Source, Low-Cost Bioink og Food Melt Ekstrudering 3D Printer

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...

I denne procedure vil vi demonstrere, hvordan man konstruerer ADDME, en lav pris, open source, smelte ekstrudering og bioink 3D-printer. Smelte ekstrudering og bioink 3D-printere kan koste tusindvis af dollars og er typisk lukket kilde. ADDME er en open source, der kan tilpasses 3D-printplatform, der koster mindre end 350.ADDME muliggør produktion af komplekse 3D-geometrier med en bred vifte af materialer til anvendelser inden for fødevareforarbejdning, polymer kompositmateriale produktion, og bioprint. Denne video giver en hands on demonstration af, hvordan de forskellige komponenter kommer sammen for at konstruere og teste ADDME. Efter tilslutning af den ene gennem ni akryl dele, kontrollere figur etiketter for at sikre, at hvert stykke er placeret korrekt og bruge M3 skruer og en M3 Allen nøgle til at sikre stykkerne.Derefter placeres M10 gevindstangen gennem formålet lavet huller i akryl medlemmer seks, otte og 10, og fastgør stangen med M10 skiver og nødder, stramme nødder med en variabel skruenøgle. For at samle Y-aksen og udskrivning seng, skub to pude blokke på hver otte millimeter aksel og skub endestop på en af de otte millimeter aksler. Brug M2 skruer og en Unbrakonøgle til at fastgøre det mekaniske endestop og bruge M4-skruer til at fastgøre alle fire pudeblokke til monteringssengen.Fastgør bælteklemmen på monteringssengen ved hjælp af M3-skruerne og en unbrakonøgle, og fastgør tryksengen på monteringssengen ved hjælp af et M3-skrue-, møtrik- og fjederarrangement. Brug derefter M2-skruer og en Unbrakonøgle til at fastgøre to af akselholderne til både bag- og frontpanelerne og bruge M3-skruer til at fastgøre steppermotorholderen til bagpanelet. Brug derefter yderligere M3-skruer til at fastgøre steppermotoren til steppermotorholderen og til at fastgøre selen tomgang til frontpanelet.Hvis du vil indsætte undersamlingen i tryksengen i rammen, skal du matche hver ende af en otte millimeter aksel med en akselholder. For at samle venstre side af X-aksens undersamling skal du placere en messing møtrik inde i møtrikholderen og bruge M3 skruer og Unbrakonøglen til at fastgøre møtrikken til X-aksepuden til venstre. Brug M4 skruer og en Unbrakonøgle, fastgør pudeblokken til X-aksepuden til venstre, og fastgør X-aksen idler en til X-aksepuden tilbage med M3 skruer.Juster midterhullerne på tomgangshulen, X-aksen idler one og X-aksen idler to, og fastgør disse materialer sammen med M3-skruer og unbrakonøglen. For at samle højre side af X-aksens undersamling skal du placere en messing møtrik inde i møtrikholderen og fastgøre møtrikken til X-aksepuden lige med M3 skruer. Fastgør pudeblokken til X-aksepuden til højre med M4-skruer, og fastgør X-aksen lige til X-aksepuden til højre med M3-skruer.Brug yderligere M3 skruer til at fastgøre steppermotoren til X-aksen til højre og tråd hver af de gevindstænger i hver af messing møtrikkerne. Skub to af de otte millimeter aksler ind i hver af pudeblokkene lodret og skub to af de otte millimeter aksler vandret. Brug derefter M2-skruerne til at fastgøre to af akselholderne til både toppanelet og til elektronikkabinetstoppen og bruge M3-skruer til at fastgøre pudeblokkelejerne på toppanelet.Fastgør steppermotorerne på elektronikkabinetstoppen med M3-skruer, og brug M2-unbrakonøglen til at stramme den nederste grubskrue for at fastgøre koblingen over steppermotorernes aksler. For at placere X-aksens undersamling i rammen skal de lodrette otte millimeteraksler flugtes med akselholderen og strammes akserne med M2-skruer og unbrakonøglen. Brug derefter M2 Allen-tasten til at stramme den øverste grubskrue for at fastgøre gevindstangen ind i den anden ende af koblingen.Til ekstrudering af sub-samling, skal du bruge M4 skruer til at sikre de to pude blokke på ekstruder tilbage plade og bruge M3 skruer til at sikre ekstruder bælte klemme på ekstruder bagpladen mellem pude blokke. Brug M3 hex skruer til at fastgøre ekstruder tilbage plade til ekstruder motorholderen og til at sikre de to stepper motorer på ekstruder motorholderen. Stram den nederste grub skrue med en M2 Allen nøgle til at fastgøre koblinger over aksler af stepper motorer og stramme den øverste grub skrue for at sikre gevind skruen i koblingerne.Skub varmejakken ind i ekstrudermotorholderen, og brug M3-skruerne til at fastgøre messingmøtrikkerne inde i stemplet. For at montere ekstruderingshovedet på X-aksen skal du skubbe de otte millimeter aksler, der findes på X-aksen, ind i pudeblokkene på ekstruderhovedet og pakke drivbæltet gennem tomgangsbåndet i tomgangsopgangssamlinger på venstre og højre aksesamlinger. Brug derefter M3 hex skruer til at fastgøre drivbåndet i ekstruderbælteklemmen.Når rammen samling er færdig, skal du bruge M3 skruer til at montere Arduino i akryl del syv elektroniske ligklæde og indsætter en RAMPS bord på toppen af Arduino bord med USB-stikket vender akryl del seks bagpanel. Monter DC strømforsyningsstikket i akryldel seks bagpanelet, og fastgør stikket til strømforsyningen. Derefter ved hjælp af en ledninger diagram og etiketter for at undgå at installere tilslutningerne i en omvendt måde, tilslut motor controllere, stepper motorer, endestop, varmelegemer, og termoelement, til deres respektive ben.Linje test indebærer ved hjælp af en række bevægelseskommandoer, kaldet G-kode, til at udskrive en glødetråd frem og tilbage på byggepladen i et grundlæggende mønster for at evaluere individuelle glødetråd egenskaber, såsom tykkelse eller konsistens. De udskrivningsparametre, der bruges til linjetestene, medtages i tabellen. Hvis du vil oprette komplekse 3D-objekter, skal det objekt, der skal udskrives, indtastes i en standardsprogfil til Repetier og skæres i 3D-printbar G-kode.Parametrene for udskrivning af 3D-objekterne er inkluderet i tabellen. For at bestemme den dimensionelle nøjagtighed af tilsætningsstoffet fremstilling smelte ekstrudering printer, der anvendes til disse eksperimenter i X, Y og Z retninger, når du udskriver en semi-fast materiale, en en centimeter med en centimeter af en centimeter terning blev trykt. Terningen blev derefter 3D scannet og dimensionelt sammenlignet med den oprindelige terning computer hjulpet udarbejdelse af data.Den oprindelige model og 3D-scanning blev derefter sammenlignet ved hjælp af open source Cloud Sammenlign software program. Før du tilslutter systemet eller tænder for strømforsyningen, skal du sørge for, at ledningerne er udført korrekt, og at den er blevet kontrolleret af en kvalificeret tekniker. ADDME er en open source og tilpasselig platform for at studere smelte ekstrudering proces med applikationer i fødevarer og spærring 3D-udskrivning.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

Hurtig og Lavprisselskaber Prototyping af Medical Devices Brug 3D Trykt støbeforme til flydende Injection Molding

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting af brusk og huden væv analoger udnytter en roman passiv blanding enhed teknik for Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

Udvikling af en elektrokemisk DNA Biosensor at opdage en fødevarebårne patogenet

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

Applikationer til Open Source-Mikroplade kompatible belysnings paneler

Microplates are commonly used in the modern laboratory environment for a wide variety of tasks both in small-scale laboratory benchtop operations as well ...

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

Pancreasvæv-afledte ekstracellulære matrix Bioink til udskrivning 3D celle-lastet pancreas væv konstruktioner

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...

An Open Source Technology Platform to Manufacture Hydrogel-Based 3D Culture Models in an Automated and Standardized Fashion

En open source-teknologiplatform til fremstilling af hydrogelbaserede 3D-kulturmodeller på en automatiseret og standardiseret måde

Current mixing steps of viscous materials rely on repetitive and time-consuming tasks which are performed mainly manually in a low throughput mode. These ...

Low-Cost, Volume-Controlled Dipstick Urinalysis for Home-Testing

Billig, volumenstyret dipstick urinanalyse til hjemmetest

Dipstick urinalysis provides quick and affordable estimations of multiple physiological conditions but requires good technique and training to use ...

Open-source Toolkit: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array for Nerve Recording

Open source Toolkit: Benchtop kulfiber mikroelektrode array til nerveoptagelse

Conventional peripheral nerve probes are primarily fabricated in a cleanroom, requiring the use of multiple expensive and highly specialized tools. This ...