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

Cette recherche n’a reçu aucune subvention spécifique d’organismes de financement des secteurs public, commercial ou sans but lucratif. Un merci spécial à Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran et Dominik Vu pour leur contribution sur un prototype antérieur de la conception.

CAUTION : Il y a un risque de brûlures causées par des fers à souder chauds et des cartouches de chauffage. La cartouche de chauffage ne doit jamais être alimentée lorsqu’elle n’est pas fixée à l’intérieur de la veste chauffante. Il y a également un risque de pincement ou de lacérations de l’axe d’imprimante 3D en mouvement.
1. Aperçu et préparation
REMARQUE : La figure 1A montre un rendu généré p...

<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>

Ce protocole fournit des instructions détaillées pour la construction d’une imprimante 3D à faible coût à base d’extrusion de fusion. La construction de l’imprimante 3D peut être décomposée en sous-sections, y compris le cadre, l’axe y/lit, l’axe X, l’extrudeur, l’électronique et le logiciel. Ces sous-sections sont présentées avec des diagrammes détaillés, des dessins, des fichiers et des listes de pièces. Le prix total d’une imprimante 3D ADDME s’élève à 343 $ AUD (245 $ US au 17/01/20...

La fabrication additive est une technologie de fabrication puissante qui a le potentiel de fournir une valeur significative au paysage industriel1,2. Les caractéristiques attrayantes de la fabrication additive n’impliquent aucun coût d’outillage, des niveaux élevés de personnalisation, des géométries complexes et des obstacles réduits aux coûts d’entrée. Aucun coût de réoutillage ne permet la fabrication rapide de prototypes, ce qui est souhaitable lorsqu’il s’agit de réduire le « temps de mise sur le marché », ce qui est un objectif essentiel des industries des pays développés qui tentent de rester compétitives face à leurs concurrents à bas salaires1. Des niveaux élevés de personnalisation permettent de fabriquer une grande variété de produits avec des géométries complexes. Lorsque ces facteurs sont combinés avec les faibles coûts d’aménagement, de matériaux et de spécialisation des opérateurs, il existe une valeur claire des technologies de fabrication additive3.
La fabrication additive, également appelée impression 3D, implique la fabrication couche par couche d’un objet dans un système d’ordinateur contrôlé numérique(CNC) 3. Contrairement aux processus CNC traditionnels tels que le fraisage, dans lequel le matériau est retiré d’une feuille ou d’un bloc de matériau, un système d’impression 3D ajoute du matériel dans la structure désirée couche par couche.
L’impression 3D peut être facilitée par une gamme de méthodes, y compris le laser, le flash, l’extrusion, ou les technologies de jetting4. La technologie spécifique utilisée détermine la forme de la matière première (c.-à-d. la poudre ou la fonte), ainsi que les propriétés rhéologiques et thermiques requises pour le traitement5. Le marché de l’impression 3D à base d’extrusion est dominé par des systèmes à filament, qui sont dus au fait que les filaments sont faciles à manipuler, à traiter et à fournir continuellement de grands volumes de matière à la tête d’extrusion. Cependant, ce processus est limité par le type de matériau pouvant être formé en filaments (principalement des thermoplastiques). La plupart des matériaux n’existent pas sous forme de filament, et l’absence de plates-formes modernes à faible coût sur le marché représente une lacune notable.
Ce protocole montre la construction d’un système d’extrusion à base de réservoir qui permet de stocker les matériaux dans une seringue et extrudés à travers une aiguille. Ce système est idéalement adapté pour fabriquer une large gamme de matériaux, y compris les aliments6, polymères7, et les biomatériaux8,9. De plus, les techniques d’extrusion basées sur les réservoirs sont généralement moins dangereuses, moins coûteuses et plus faciles à utiliser que les autres méthodes d’impression 3D.
De plus en plus d’équipes dirigées par des universités conçoivent et publient des systèmes d’impression 3D open source au public. En commençant par l’Fab@Home’imprimante basée sur l’extrusion en 200710,11, les chercheurs ont cherché à créer une plate-forme simple et bon marché pour conduire une expansion rapide de la technologie d’impression 3D et des applications. Plus tard en 2011, le projet RepRap visait à créer une plate-forme d’impression 3D basée sur le filament conçue avec des pièces fabriquées par impression 3D, dans le but de créer une machine auto-réplication12. Le coût des imprimantes 3D a diminué au fil des ans, passant de 2300 $ US pour un Fab@Home (2006), 573 $ US pour un RepRap v1 (2005), et 400 $ US pour v2 (2011).
Dans des travaux antérieurs, nous avons démontré comment un système d’impression 3D hors du soi pouvait être combiné avec un système d’extrusion à base de réservoir personnalisé pour créer des objets 3D complexes à partir de chocolat13. D’autres recherches de conception ont montré que des économies considérables peuvent être réalisées par rapport à cette conception prototype.
L’objectif de ce protocole est de fournir des instructions pour la construction d’une imprimante 3D à faible coût à base de réservoir. Présentés ici sont des diagrammes détaillés, des dessins, des fichiers et des listes de composants pour permettre la construction et l’exploitation réussies d’une imprimante 3D. Tous les composants sont hébergés sur la plate-forme open-source (creative commons non commercial) <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, ce qui permet aux utilisateurs de modifier ou d’ajouter des fonctionnalités supplémentaires comme vous le souhaitez. La crème visqueuse, le chocolat et le F-127 pluronique (un modèle pour les bioinks) sont utilisés pour évaluer les performances de l’ADDME et démontrer l’application de l’imprimante 3D ADDME aux industries biomédicales et d’impression alimentaire.
Un coupeur laser capable de couper l’acrylique et une imprimante 3D de bureau capable d’imprimer des filaments PLA ou ABS sont nécessaires pour ce protocole. Une veste chauffante usinée et une cartouche de chauffage ou un chauffe-eau en silicone peuvent être utilisés pour chauffer le matériau, selon l’équipement auquel l’opérateur a accès. Tous les fichiers CAO peuvent être trouvés à <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. Pour le firmware et les logiciels pour contrôler l’imprimante 3D, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> et <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> sont fournis des ressources, respectivement. Pour des instructions détaillées sur le tableau de contrôle, voir <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

L’impression tridimensionnelle (3D) est une technique de fabrication de plus en plus populaire qui permet de fabriquer des objets très complexes sans frais de réoutillage. Cette popularité croissante est en partie attribuable à la baisse des obstacles à l’entrée, comme les coûts d’établissement du système et la facilité d’utilisation. Le protocole suivant présente la conception et la construction d’une imprimante 3D additif de fusion de fabrication (ADDME) pour la fabrication de pièces et de composants personnalisés. ADDME a été conçu avec une combinaison de composants imprimés en 3D, découpés au laser et en ligne. Le protocole est classé en sections faciles à suivre, avec des diagrammes détaillés et des listes de pièces sous les titres de cadrage, y-axe et lit, x-axe, extrusion, électronique et logiciel. La performance d’ADDME est évaluée par des tests d’extrusion et l’impression 3D d’objets complexes utilisant de la crème visqueuse, du chocolat et du F-127 pluronique (un modèle pour les bioinks). Les résultats indiquent que l’ADDME est une plate-forme capable pour la fabrication de matériaux et de constructions destinées à être utilisées dans un large éventail d’industries. La combinaison de diagrammes détaillés et de contenu vidéo facilite l’accès à des équipements peu coûteux et faciles à utiliser pour les personnes intéressées par l’impression 3D d’objets complexes à partir d’un large éventail de matériaux.

La performance de l’ADDME lors de l’impression 3D a été évaluée à l’aide d’une crème visqueuse (150 ml, crème pour les mains Nivea), chocolat (Cadbury, lait nature), et Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). La crème visqueuse et le chocolat ont été utilisés tels quels, et le Pluronic a été dissous dans une solution de 20% wt avec de l’eau ultrapure et stocké au réfrigérateur à 5 oC jusqu’à ce quenécessaire 14,15...

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

L’objectif de ce travail est de concevoir et de construire une imprimante tridimensionnelle à extrusion de fonte à base de réservoir faite à partir de composants open-source et à faible coût pour des applications dans les industries biomédicales et d’impression alimentaire.

Conception d’une imprimante 3D Open-Source, Low-Cost Bioink et Food Melt Extrusion

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

Dans cette procédure, nous allons démontrer comment construire ADDME, un faible coût, open source, l’extrusion de fusion et l’imprimante 3D bioink. Les imprimantes 3D melt extrusion et bioink peuvent coûter des milliers de dollars et sont généralement à source fermée. ADDME est une plate-forme d’impression 3D open source personnalisable qui coûte moins de 350.ADDME permet la production de géométries 3D complexes avec une grande variété de matériaux pour les applications dans la transformation des aliments, la production de matériaux composites polymères, et la bioimpression. Cette vidéo offre une démonstration pratique de la façon dont les différents composants se réunissent pour construire et tester ADDME. Après avoir raccordé l’une à neuf pièces acryliques, vérifiez les étiquettes des chiffres pour vous assurer que chaque pièce est bien située et utilisez des vis M3 et une clé M3 Allen pour sécuriser les pièces.Ensuite, placez la tige filetée M10 à travers le but fait des trous dans les membres acryliques six, huit et 10, et fixer la tige avec des rondelles M10 et des écrous, serrant les écrous avec une clé variable. Pour assembler l’axe Y et le lit d’impression, faites glisser deux blocs d’oreiller sur chaque arbre de huit millimètres et faites glisser l’arrêt d’extrémité sur l’un des arbres de huit millimètres. Utilisez des vis M2 et une clé Allen pour fixer l’arrêt mécanique et utiliser des vis M4 pour fixer les quatre blocs d’oreiller au lit de montage.Fixez la pince de ceinture sur le lit de montage à l’aide des vis M3 et d’une clé Allen et fixez le lit d’impression sur le lit de montage à l’aide d’une vis M3, d’un écrou et d’un arrangement printanier. Ensuite, utilisez des vis M2 et une clé Allen pour fixer deux des supports de l’arbre aux panneaux arrière et avant et utilisez des vis M3 pour fixer le support moteur stepper au panneau arrière. Ensuite, utilisez des vis M3 supplémentaires pour fixer le moteur stepper au support moteur stepper et pour fixer le ralenti de la ceinture au panneau avant.Pour insérer le sous-ensemble du lit d’impression dans le cadre, assortissez chaque extrémité d’un arbre de huit millimètres à un support d’arbre. Pour assembler le côté gauche du sous-assemblage de l’axe X, placez un écrou en laiton à l’intérieur du support de noix et utilisez les vis M3 et la clé Allen pour fixer l’écrou à l’oreiller x-axe gauche. À l’aide de vis M4 et d’une clé Allen, fixez le bloc d’oreiller sur l’oreiller à l’axe X à gauche et fixez l’oreiller x-axe au ralenti à l’oreiller x-axe laissé avec des vis M3.Alignez les trous central de l’inactivité, de l’inactive à axe X et du ralenti x-axe deux et fixez ces matériaux avec les vis M3 et la touche Allen. Pour assembler le côté droit du sous-assemblage de l’axe X, placez un écrou en laiton à l’intérieur du porte-noix et fixez l’écrou à l’oreiller x-axe à droite avec des vis M3. Fixez le bloc d’oreiller à l’oreiller x-axe droit avec des vis M4 et fixez l’axe X directement à l’oreiller X-axe droit avec des vis M3.Utilisez des vis M3 supplémentaires pour fixer le moteur stepper vers la droite de l’axe X et enfiler chacune des tiges filetées dans chacune des noix en laiton. Glissez deux des arbres de huit millimètres dans chacun des blocs d’oreiller verticalement et faites glisser deux des arbres de huit millimètres horizontalement. Ensuite, utilisez des vis M2 pour fixer deux des supports de l’arbre à la fois sur le panneau supérieur et sur le dessus de l’enceinte électronique et utilisez des vis M3 pour fixer les roulements du bloc d’oreiller sur le panneau supérieur.Fixez les moteurs stepper sur le dessus de l’enceinte électronique avec des vis M3 et utilisez la clé M2 Allen pour serrer la vis inférieure grub pour fixer le coupler sur les arbres des moteurs stepper. Pour placer le sous-ensemble de l’axe X dans le cadre, alignez les arbres verticaux de huit millimètres avec le support de l’arbre et serrez les arbres avec des vis M2 et la touche Allen. Ensuite, utilisez la clé M2 Allen pour serrer la vis supérieure grub pour fixer la tige filetée dans l’autre extrémité du coupler.Pour l’extrusion du sous-assemblage, utilisez des vis M4 pour fixer les deux blocs d’oreiller sur la plaque arrière de l’extrème et utilisez des vis M3 pour fixer la pince de ceinture d’extrème sur la plaque arrière de l’extrème entre les blocs d’oreiller. Utilisez des vis d’hex M3 pour fixer la plaque arrière de l’extrudeuse vers le support moteur de l’extrudeuse et pour fixer les deux moteurs stepper sur le support moteur de l’extrudeuse. Serrez la vis inférieure avec une clé M2 Allen pour fixer les couplers sur les arbres des moteurs stepper et serrer la vis supérieure grub pour fixer la vis filetée dans les couplers.Glissez la veste chauffante dans le support moteur de l’extrème et utilisez des vis M3 pour fixer les écrous en laiton à l’intérieur du piston verrouiller un. Pour monter la tête d’extrusion sur l’axe X, faites glisser les arbres de huit millimètres trouvés sur l’axe X dans les blocs d’oreiller sur la tête de l’extrème et enveloppez la courroie d’entraînement à travers le ralenti dans des assemblages de l’axe gauche et droit. Ensuite, utilisez des vis d’hex M3 pour fixer la courroie d’entraînement dans la pince de ceinture d’extrudeuse.Lorsque l’assemblage du cadre est terminé, utilisez des vis M3 pour monter l’Arduino dans le linceul électronique de la partie acrylique sept et insère une planche RAMPS sur le dessus de la planche Arduino avec la prise USB face à la partie acrylique six panneau arrière. Montez la prise d’alimentation DC dans le panneau arrière acrylique de la partie six et fixez le connecteur à l’alimentation électrique. Ensuite, à l’aide d’un diagramme de câblage et d’étiquettes pour éviter d’installer les connexions d’une manière inverse, connectez les contrôleurs de moteur, les moteurs stepper, les arrêts d’extrémité, le chauffage et le thermocouple, à leurs broches respectives.L’essai en ligne consiste à utiliser une série de commandes de mouvement, appelées code G, pour imprimer un filament dans les deux sens sur la plaque de construction dans un modèle de base afin d’évaluer les propriétés individuelles du filament, telles que l’épaisseur ou la consistance. Les paramètres d’impression utilisés pour les tests en ligne sont inclus dans le tableau. Pour créer des objets 3D complexes, l’objet à imprimer doit être entré dans un fichier de langage de tesselation standard dans Repetier et découpé en code G imprimable en 3D.Les paramètres d’impression des objets 3D sont inclus dans la table. Pour déterminer la précision dimensionnelle de l’imprimante d’extrusion de fusion de fabrication additive utilisée pour ces expériences dans les directions X, Y et Z lors de l’impression d’un matériau semi-solide, un cube d’un centimètre par un centimètre par un centimètre a été imprimé. Le cube a ensuite été scanné en 3D et comparé dimensionnellement à l’ordinateur cube d’origine aidé à la rédaction des données.Le modèle original et l’analyse 3D ont ensuite été comparés à l’aide du logiciel Open source Cloud Compare. Avant de connecter le système ou d’allumer l’alimentation électrique, assurez-vous que le câblage a été fait correctement et qu’il a été vérifié par un technicien qualifié. ADDME est une plate-forme open source et personnalisable pour étudier le processus d’extrusion de fusion avec des applications dans les aliments et l’interdiction de l’impression 3D.

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