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

Questa ricerca non ha ricevuto sovvenzioni specifiche da parte di agenzie di finanziamento nei settori pubblico, commerciale o senza scopo di lucro. Un ringraziamento speciale a Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran e Dominik Vu per il loro contributo su un precedente prototipo del progetto.

AVVISO: C'è il rischio di ustioni causate da ferri da saldatura a caldo e cartucce di riscaldamento. La cartuccia di riscaldamento non deve mai essere alimentata quando non è fissata all'interno della giacca riscaldante. C'è anche il rischio di pizzicare o lacerazioni dall'asse della stampante 3D in movimento.
1. Panoramica e preparazione
NOTA: Figura 1A mostra un rendering generato dal computer della stampante e <stro...

<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>

Questo protocollo fornisce istruzioni dettagliate per la costruzione di una stampante 3D basata sull'estrusione di fusione a basso costo. La costruzione della stampante 3D può essere suddivisa in sottosezioni, tra cui telaio, asse y/letto, asse x, estrusore, elettronica e software. Queste sottosezioni sono presentate con diagrammi dettagliati, disegni, file ed elenchi di parti. Il prezzo totale di una stampante 3D ADDME arriva a 343 dollari AUD (245 USD a partire dal 01/17/2019), rendendolo la stampante 3D di fusione pi...

La produzione additiva è una potente tecnologia di produzione che ha il potenziale di fornire un valore significativo al paesaggio industriale1,2. Le caratteristiche interessanti della produzione additiva non comportano costi di utensili, elevati livelli di personalizzazione, geometrie complesse e riduzioni dei costi di ingresso. Nessun costo di riattrezzo consente la produzione rapida di prototipi, che è auspicabile quando si cerca di diminuire il "time to market", che è un obiettivo critico delle industrie delle nazioni sviluppate che cercano di rimanere competitive rispetto ai concorrenti a bassosalario 1. Alti livelli di personalizzazione consentono di fabbricare un'ampia varietà di prodotti con geometrie complesse. Quando questi fattori sono combinati con i bassi costi per l'installazione, i materiali e la specializzazione degli operatori, vi è un chiaro valore delle tecnologie di produzione additiva3.
La produzione additiva, chiamata anche stampa 3D, comporta la fabbricazione strato per strato di un oggetto in un sistema computerizzato a controllo numerico (CNC)3. A differenza dei tradizionali processi CNC come la fresatura, in cui il materiale viene rimosso da un foglio o da un blocco di materiale, un sistema di stampa 3D aggiunge materiale nella struttura desiderata strato per strato.
La stampa 3D può essere facilitata attraverso una serie di metodi tra cui laser, flash, estrusione o tecnologie di jetting4. La tecnologia specifica impiegata determina la forma della materia prima (cioè polvere o fusione), nonché le proprietà reologiche e termiche necessarie per lalavorazione 5. Il mercato della stampa 3D basato sull'estrusione è dominato da sistemi basati su filamenti, che è dovuto al fatto che i filamenti sono facili da gestire, elaborare e fornire continuamente grandi volumi di materiale alla testa di estrusione. Tuttavia, questo processo è limitato dal tipo di materiale in grado di essere formato in filamenti (principalmente termoplastiche). La maggior parte dei materiali non esiste in forma di filamento, e la mancanza di moderne piattaforme a basso costo sul mercato rappresenta un notevole divario.
Questo protocollo mostra la costruzione di un sistema di estrusione basato su serbatoio che consente di conservare i materiali in una siringa ed estruso attraverso un ago. Questo sistema è ideale per produrre una vasta gamma di materiali tra cui alimenti6, polimeri7e biomateriali8,9. Inoltre, le tecniche di estrusione basate su serbatoio sono in genere meno pericolose, a costi inferiori e più facili da usare rispetto ad altri metodi di stampa 3D.
C'è un numero crescente di team guidati dall'università che progettano e rilasciano sistemi di stampa 3D open source al pubblico. A partire dalla Fab@Home stampante basata sull'estrusione nel 200710,11, i ricercatori hanno cercato di creare una piattaforma semplice ed economica per guidare la rapida espansione nella tecnologia e nelle applicazioni di stampa 3D. Più tardi, nel 2011, il progetto RepRap mirava a creare una piattaforma di stampa 3D basata sul filamento progettata con parti realizzate con la stampa 3D, con l'obiettivo di creare una macchina auto-replicante12. Il costo delle stampanti 3D è sceso nel corso degli anni, da 2300 USD per un Fab@Home (2006), 573 USD per un RepRap v1 (2005) e 400 USD per v2 (2011).
Nel lavoro precedente, abbiamo dimostrato come un sistema di stampa 3D off-the-self potrebbe essere combinato con un sistema di estrusione basato su serbatoio personalizzato per creare oggetti 3D complessi dal cioccolato13. Un'ulteriore indagine progettuale ha dimostrato che è possibile ottenere notevoli risparmi sui costi rispetto a questo prototipo.
L'obiettivo di questo protocollo è quello di fornire istruzioni per la costruzione di una stampante 3D di estrusione di fusione a basso costo basata su serbatoio. Sono presentati diagrammi dettagliati, disegni, file ed elenchi di componenti per consentire la corretta costruzione e funzionamento di una stampante 3D. Tutti i componenti sono ospitati sulla piattaforma open-source (creative commons noncommercial) <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, che consente agli utenti di modificare o aggiungere funzionalità aggiuntive come desiderato. Crema viscosa, cioccolato, e Pluronic F-127 (un modello per bioinks) sono utilizzati per valutare le prestazioni di ADDME e dimostrare l'applicazione della stampante 3D ADDME per l'industria biomedica e stampa alimentare.
Per questo protocollo è necessaria una fresa laser in grado di tagliare l'acrilico e una stampante 3D desktop in grado di stampare filamenti PLA o ABS. Una giacca riscaldante lavorata e una cartuccia riscaldatrice o un riscaldatore in silicone possono essere utilizzati per riscaldare il materiale, a seconda dell'apparecchiatura a cui l'operatore ha accesso. Tutti i file CAD sono disponibili <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">allhttps://www.thingiverse.com/Addme/designs.</a> Affinché il firmware e il software controllino la stampante 3D, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> e <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> sono disponibili rispettivamente risorse. Per istruzioni dettagliate sulla scheda di controllo, vedere <a href="https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4" target="_blank">https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4</a>.

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	<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

La stampa tridimensionale (3D) è una tecnica di produzione sempre più popolare che consente di fabbricare oggetti altamente complessi senza costi di retooling. Questa crescente popolarità è in parte guidata dalla caduta delle barriere all'ingresso, come i costi di configurazione del sistema e la facilità d'uso. Il seguente protocollo presenta la progettazione e la costruzione di una stampante 3D Additive Manufacturing Melt Etrusion (ADDME) per la fabbricazione di parti e componenti personalizzati. ADDME è stato progettato con una combinazione di componenti stampati in 3D, tagliati al laser e di provenienza online. Il protocollo è organizzato in sezioni facili da seguire, con diagrammi dettagliati ed elenchi di parti sotto le intestazioni di inquadratura, asse y e letto, asse x, estrusione, elettronica e software. Le prestazioni di ADDME vengono valutate attraverso test di estrusione e stampa 3D di oggetti complessi utilizzando crema viscosa, cioccolato e F-127 pluronico (un modello per bioinks). I risultati indicano che ADDME è una piattaforma capace per la fabbricazione di materiali e costrutti per l'uso in una vasta gamma di settori. La combinazione di diagrammi dettagliati e contenuti video facilita l'accesso a apparecchiature a basso costo e facili da usare per gli individui interessati alla stampa 3D di oggetti complessi da una vasta gamma di materiali.

Le prestazioni di ADDME durante la stampa 3D sono state valutate utilizzando una crema viscosa (150 mL, crema per le mani Nivea), cioccolato (Cadbury, latte semplice) e Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). La crema viscosa e cioccolato sono stati utilizzati così com'è, e il Pluronic è stato sciolto in una soluzione wt 20% con acqua ultrapura e conservato in frigorifero a 5 gradi centigradi fino a quando necessario14,15.
<p class...

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

L'obiettivo di questo lavoro è quello di progettare e costruire una stampante tridimensionale di estrusione di fusione basata su serbatoio realizzata con componenti open source e a basso costo per applicazioni nell'industria biomedica e della stampa alimentare.

Progettazione di una stampante 3D Open-Source, a basso costo per l'estrusione di bioink e di fusione alimentare

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

In questa procedura dimostreremo come costruire ADDME, una stampante 3D a basso costo, open source, melt e bioink. Le stampanti 3D melt e estrusione e bioink possono costare migliaia di dollari e sono in genere closed source. ADDME è una piattaforma di stampa 3D open source e personalizzabile che costa meno di 350.ADDME consente la produzione di geometrie 3D complesse con un'ampia varietà di materiali per applicazioni all'interno della lavorazione degli alimenti, della produzione di materiali compositi polimerici e della biostamma. Questo video offre una dimostrazione pratica di come i vari componenti si uniscono per costruire e testare ADDME. Dopo aver collegato l'una a nove parti acriliche, controllare le etichette delle figure per assicurarsi che ogni pezzo si trovi correttamente e utilizzare viti M3 e una chiave M3 Allen per fissare i pezzi.Quindi, posizionare l'asta filettata M10 attraverso lo scopo fatto fori in membri acrilici sei, otto e 10, e fissare l'asta con rondelle e dadi M10, stringendo i dadi con una chiave variabile. Per assemblare l'asse Y e il letto di stampa, far scorrere due blocchi di cuscini su ogni albero di otto millimetri e far scorrere l'arresto finale su uno degli alberi da otto millimetri. Utilizzare viti M2 e una chiave Allen per fissare l'arresto meccanico dell'estremità e utilizzare le viti M4 per fissare tutti e quattro i blocchi di cuscini al letto di montaggio.Fissare il morsetto del nastro sul letto di montaggio utilizzando le viti M3 e una chiave Allen e fissare il letto di stampa sul letto di montaggio utilizzando una vite M3, un dado e una disposizione a molla. Successivamente, utilizzare le viti M2 e una chiave Allen per fissare due dei supporti dell'albero sia ai pannelli posteriori che a quello anteriore e utilizzare le viti M3 per fissare il supporto del motore stepper al pannello posteriore. Quindi utilizzare viti M3 aggiuntive per fissare il motore della stepper al supporto del motore del stepper e per fissare l'idler della cinghia al pannello frontale.Per inserire il sottoassiemio del letto di stampa nel telaio, abbinare ogni estremità di un albero di otto millimetri a un supporto dell'albero. Per assemblare il lato sinistro del sottoassiemio dell'asse X, posizionare un dado di ottone all'interno del supporto del dado e utilizzare le viti M3 e la chiave Allen per fissare il dado al cuscino dell'asse X a sinistra. Utilizzando viti M4 e una chiave Allen, fissare il blocco cuscino al cuscino dell'asse X a sinistra e fissare quello idler dell'asse X al cuscino dell'asse X rimasto con viti M3.Allineare i fori al centro dell'idler, quello più idler dell'asse X e l'asse X idler due e fissare questi materiali insieme alle viti M3 e al tasto Allen. Per assemblare il lato destro del sottoassiemio dell'asse X, posizionare un dado di ottone all'interno del portado e fissare il dado al cuscino dell'asse X a destra con viti M3. Fissare il blocco cuscino al cuscino dell'asse X a destra con viti M4 e fissare l'asse X direttamente al cuscino dell'asse X a destra con viti M3.Utilizzare viti M3 aggiuntive per fissare il motore stepper all'asse X a destra e infilare ciascuna delle aste filettate in ciascuno dei dadi di ottone. Far scorrere due degli alberi di otto millimetri in ciascuno dei blocchi di cuscini verticalmente e far scorrere due degli alberi da otto millimetri orizzontalmente. Successivamente, utilizzare le viti M2 per fissare due dei supporti dell'albero sia al pannello superiore che al piano dell'involucro elettronico e utilizzare le viti M3 per fissare i cuscinetti del blocco cuscino sul pannello superiore.Fissare i motori stepper sul piano dell'involucro elettronico con viti M3 e utilizzare il tasto M2 Allen per stringere la vite del grub inferiore per fissare l'accoppiatore sugli alberi dei motori stepper. Per posizionare il sottoassiemio dell'asse X nel telaio, allineare gli alberi verticali da otto millimetri con il supporto dell'albero e stringere gli alberi con viti M2 e il tasto Allen. Quindi, utilizzare il tasto M2 Allen per stringere la vite del grub superiore per fissare l'asta filettata nell'altra estremità dell'accoppiatore.Per l'estrusione del sottoassiemio, utilizzare le viti M4 per fissare i due blocchi di cuscini sulla piastra posteriore dell'estrusore e utilizzare le viti M3 per fissare il morsetto della cinghia dell'estrusore sulla piastra posteriore dell'estrusore tra i blocchi di cuscini. Utilizzare viti esagonale M3 per fissare la piastra posteriore dell'estrusore al supporto del motore dell'estrusore e per fissare i due motori stepper sul supporto del motore dell'estrusore. Stringere la vite grub inferiore con una chiave M2 Allen per fissare gli accoppiatori sugli alberi dei motori stepper e stringere la vite grub superiore per fissare la vite filettata all'interno degli accoppiatori.Far scorrere la giacca riscaldante nel supporto del motore dell'estrusore e utilizzare viti M3 per fissare i dadi in ottone all'interno della serratura dello stantuffo. Per montare la testa di estrusione sull'asse X, far scorrere gli alberi di otto millimetri trovati sull'asse X nei blocchi di cuscini sulla testa dell'estrusore e avvolgere la cinghia di trasmissione attraverso l'idler in idler dentato sugli assi sinistro e destro. Quindi utilizzare viti esagonale M3 per fissare la cinghia di trasmissione nel morsetto del nastro dell'estrusore.Al termine dell'assemblaggio del telaio, utilizzare le viti M3 per montare l'Arduino nel sudario elettronico della parte sette acrilico e inserisce una scheda RAMPS sulla parte Superiore della scheda Arduino con la spina USB rivolta verso il pannello posteriore acrilico della parte sei. Montare il jack di alimentazione CC nel pannello posteriore acrilico della parte sei e fissare il connettore all'alimentatore. Quindi, utilizzando un diagramma di cablaggio ed etichette per evitare di installare le connessioni in modo inverso, collegare i controller del motore, i motori stepper, le interruzioni finali, il riscaldatore e la termocopia, ai rispettivi pin.Il test di linea prevede l'utilizzo di una serie di comandi di movimento, chiamati codice G, per stampare un filamento avanti e indietro sulla piastra di costruzione in un modello di base per valutare le proprietà dei singoli filamenti, come spessore o consistenza. I parametri di stampa utilizzati per i test di linea sono inclusi nella tabella. Per creare oggetti 3D complessi, l'oggetto da stampare deve essere inserito in un file del linguaggio di tesselation standard in Repetier e tagliato in codice G stampabile 3D.I parametri per la stampa degli oggetti 3D sono inclusi nella tabella. Per determinare la precisione dimensionale della stampante di estrusione di fusione di produzione additiva utilizzata per questi esperimenti nelle direzioni X, Y e Z durante la stampa di un materiale semi-solido, è stato stampato un cubo di un centimetro per un centimetro per centimetro. Il cubo è stato quindi scansionato in 3D e confrontato dimensionalmente con i dati di disegno aiutati dal computer cubo originale.Il modello originale e la scansione 3D sono stati quindi confrontati utilizzando il programma software Open Source Cloud Compare. Prima di collegare il sistema o accendere l'alimentatore, assicurarsi che il cablaggio sia stato eseguito correttamente e che sia stato controllato da un tecnico qualificato. ADDME è una piattaforma open source e personalizzabile per lo studio del processo di estrusione della fusione con applicazioni nel cibo e nella stampa 3D a barre.

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