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 forskningen mottok ingen konkrete tilskudd fra finansieringsbyråer i offentlig, kommersiell eller ikke-profittsektorer. Spesiell takk til Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran og Dominik Vu for deres bidrag på en tidligere prototype av designet.

FORSIKTIG: Det er fare for brannskader forårsaket av varme loddejern og varmepatroner. Varmepatronen skal aldri drives når den ikke er festet inne i varmejakken. Det er også fare for klemming eller kutt fra den bevegelige 3D-skriveraksen.
1. Oversikt og forberedelse
MERK: Figur 1A viser en datagenerert gjengivelse av skriveren, og figur 1B er et bilde av den ferdige skrive...

<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 protokollen inneholder detaljerte instruksjoner for bygging av en rimelig smelteekstruderingsbasert 3D-skriver. Byggingen av 3D-skriveren kan deles inn i underseksjoner, inkludert ramme, y-akse/seng, x-akse, ekstruder, elektronikk og programvare. Disse underdelene presenteres med detaljerte diagrammer, tegninger, filer og delelister. Den totale prisen på en ADDME 3D-skriver kommer til $ 343 AUD ($ 245 USD per 01/17/2019), noe som gjør dette til den billigste, reservoarbaserte smelteekstruderings3D-skriveren som f...

Additiv produksjon er en kraftig produksjonsteknologi som har potensial til å gi betydelig verdi til industrilandskapet1,2. De attraktive funksjonene i additiv produksjon innebærer ingen verktøykostnader, høye nivåer av tilpasning, komplekse geometrier og reduserte barrierer for inngangskostnader. Ingen retooling kostnader tillate rask produksjon av prototyper, som er ønskelig når du prøver å redusere "tid til markedet", som er et kritisk mål for næringer i utviklede nasjoner prøver å forbli konkurransedyktig mot lavlønnskonkurrenter1. Høye nivåer av tilpassbarhet gjør det mulig for et bredt utvalg av produkter å bli fabrikkert med komplekse geometrier. Når disse faktorene kombineres med de lave kostnadene for oppsett, materialer og operatørspesialisering, er det en klar verdi av additiv produksjonsteknologier3.
Additiv produksjon, også kalt 3D-utskrift, innebærer lag-for-lag fabrikasjon av et objekt i en datamaskin numerisk kontrollert (CNC) system3. I motsetning til tradisjonelle CNC-prosesser som fresing, der materialet fjernes fra et ark eller en blokk med materiale, legger et 3D-utskriftssystem til materiale i ønsket struktur lag for lag.
3D-utskrift kan lettes gjennom en rekke metoder, inkludert laser- og blits-, ekstruderings- eller jettingteknologier4. Den spesifikke teknologien som brukes bestemmer formen av råstoffet (dvs. pulver eller smelte), samt de reologiske og termiske egenskapene som kreves for behandling5. Det ekstruderingsbaserte 3D-utskriftsmarkedet domineres av filamentbaserte systemer, som skyldes at filamenter er enkle å håndtere, behandle og kontinuerlig levere store mengder materiale til ekstruderingshodet. Denne prosessen er imidlertid begrenset av typen materiale som kan dannes til filamenter (hovedsakelig termoplast). De fleste materialer eksisterer ikke i filamentform, og mangelen på moderne lavkostplattformer i markedet representerer et bemerkelsesverdig gap.
Denne protokollen viser byggingen av et reservoarbasert ekstruderingssystem som gjør at materialer kan lagres i en sprøyte og ekstruderes gjennom en nål. Dette systemet er ideelt egnet til å produsere et bredt spekter av materialer, inkludert matvarer6,polymerer7,og biomaterialer8,9. Videre er reservoarbaserte ekstruderingsteknikker vanligvis mindre farlige, lavere i kostnader og enklere å betjene enn andre 3D-utskriftsmetoder.
Det er et økende antall universitetsledede team som designer og slipper åpen kildekode 3D-utskriftssystemer til publikum. Fra og med den Fab@Home ekstruderingsbasert skriver i 200710,11, har forskerne som mål å skape en enkel og billig plattform for å drive rask ekspansjon i 3D-utskriftsteknologi og applikasjoner. Senere i 2011 hadde RepRap-prosjektet som mål å lage en filamentbasert 3D-utskriftsplattform designet med deler laget av 3D-utskrift, med mål om å lage en selvreplikerende maskin12. Kostnaden for 3D-skrivere har falt gjennom årene, fra $ 2300 USD for en Fab@Home (2006), $ 573 USD for en RepRap v1 (2005), og $ 400 USD for v2 (2011).
I tidligere arbeid demonstrerte vi hvordan et off-the-self 3D-utskriftssystem kunne kombineres med et tilpasset reservoarbasert ekstruderingssystem for å skape komplekse 3D-objekter fra sjokolade13. Videre designundersøkelser har vist at betydelige kostnadsbesparelser kan oppnås i forhold til denne prototypedesignen.
Målet med denne protokollen er å gi instruksjoner for bygging av en lavpris reservoarbasert smelteprofilering 3D-skriver. Presentert her er detaljerte diagrammer, tegninger, filer og komponentlister for å tillate vellykket bygging og drift av en 3D-skriver. Alle komponenter ligger på open-source (creative commons noncommercial) plattform <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, som lar brukerne endre eller legge til flere funksjoner etter ønske. Viskøse krem, sjokolade og pluronic F-127 (en modell for bioinks) brukes til å evaluere ytelsen til ADDME og demonstrere anvendelseav ADDME 3D-skriveren til biomedisinske og matutskriftsindustriene.
En laserkutter som er i stand til å kutte akryl og en stasjonær 3D-skriver som er i stand til å skrive ut PLA- eller ABS-filamenter, kreves for denne protokollen. En maskinert varmejakke og varmeapparatpatron eller silikonvarmer kan brukes til å varme opp materialet, avhengig av hvilket utstyr operatøren har tilgang til. Alle CAD filer kan bli funnet på <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. For at fastvare og programvare skal kunne kontrollere 3D-skriveren, får <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> ressurser. For detaljerte instruksjoner om kontrollkortet, se <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

Tredimensjonal (3D) utskrift er en stadig mer populær produksjonsteknikk som gjør at svært komplekse objekter kan fabrikkereuten retooling kostnader. Denne økende populariteten er delvis drevet av fallende barrierer for oppføring som systemoppsettkostnader og enkel drift. Følgende protokoll presenterer design og bygging av en Additiv Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) 3D-skriver for fabrikasjon av tilpassede deler og komponenter. ADDME er designet med en kombinasjon av 3D-utskrevne, laserkuttede og nettbaserte komponenter. Protokollen er ordnet i enkle å følge seksjoner, med detaljerte diagrammer og delelister under overskriftene til innramming, y-akse og seng, x-akse, ekstrudering, elektronikk og programvare. Ytelsen til ADDME evalueres gjennom ekstruderingstesting og 3D-utskrift av komplekse gjenstander ved hjelp av viskøs krem, sjokolade og pluronic F-127 (en modell for bioinks). Resultatene indikerer at ADDME er en kompatibel plattform for fabrikasjon av materialer og konstruksjoner for bruk i et bredt spekter av bransjer. Kombinasjonen av detaljerte diagrammer og videoinnhold gir tilgang til rimelig, brukervennlig utstyr for personer som er interessert i 3D-utskrift av komplekse objekter fra et bredt spekter av materialer.

Ytelsen til ADDME under 3D-utskrift ble evaluert ved hjelp av en viskøs krem (150 ml, Nivea håndkrem), sjokolade (Cadbury, vanlig melk) og Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). Den viskøse krem og sjokolade ble brukt som den er, og Pluronic ble oppløst i en 20% wt løsning med ultrarent vann og lagret nedkjølt ved 5 ° C til nødvendig14,15.
Linjetesting innebar å skrive...

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

Målet med dette arbeidet er å designe og konstruere en reservoarbasert smelteprofilering tredimensjonal skriver laget av åpen kildekode og rimelige komponenter for applikasjoner i biomedisinske og matutskriftsindustriene.

Design av en åpen kildekode, lavpris bioink og matsmelteekstrudering 3D-skriver

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

I denne prosedyren vil vi demonstrere hvordan du konstruerer ADDME, en lav pris, åpen kildekode, smelteprofil og bioink 3D-skriver. Smelte ekstrudering og bioink 3D-skrivere kan koste tusenvis av dollar og er vanligvis lukket kilde. ADDME er en åpen kildekode, tilpassbar 3D-utskriftsplattform som koster mindre enn 350.ADDME muliggjør produksjon av komplekse 3D-geometrier med et bredt utvalg av materialer for applikasjoner innen matbehandling, polymer komposittmaterialeproduksjon og bioprinting. Denne videoen gir en hånd på demonstrasjon av hvordan de ulike komponentene kommer sammen for å konstruere og teste ADDME. Når du har koblet til den ene til ni akryldelene, kontrollerer du figuretikettene for å sikre at hver brikke er riktig plassert og bruker M3-skruer og en M3-unbrakonøkkel for å feste bitene.Deretter plasserer du M10 gjenget stang gjennom de spesialbygde hullene i akrylmedlemmer seks, åtte og 10, og fest stangen med M10-skiver og muttere, og stram mutrene med en variabel nøkkel. For å montere Y-aksen og utskriftssengen, skyv to puteblokker på hver åtte millimeteraksel og skyv endestoppet på en av de åtte millimeteraftene. Bruk M2-skruer og en unbrakonøkkel til å feste den mekaniske endestoppet og bruke M4-skruene til å feste alle de fire puteblokkene til monteringssengen.Fest belteklemmen på monteringssengen ved hjelp av M3-skruene og en unbrakonøkkel og fest utskriftssengen på monteringssengen ved hjelp av en M3-skrue, mutter og fjæropplegg. Deretter bruker du M2-skruer og en unbrakonøkkel til å feste to av akselholderne til både bak- og frontpanelene og bruke M3-skruer til å feste steppermotorholderen til bakpanelet. Bruk deretter ekstra M3-skruer til å feste steppermotoren til steppermotorholderen og for å feste beltespennen til frontpanelet.Hvis du vil sette utskriftssengens underenhet inn i rammen, matcher du hver ende av en åtte millimeter aksel til en akselholder. For å montere venstre side av X-akse-underenheten, plasser en messingmutter inne i mutterholderen og bruk M3-skruer og unbrakonøkkelen til å feste mutteren til X-akseputen til venstre. Bruk M4-skruer og en unbrakonøkkel, fest puteblokken til X-akseputen til venstre og fest X-akse-idler en til X-akseputen igjen med M3-skruer.Juster de midterre hullene i idleren, X-aksen idler en, og X-aksen idler to og fest disse materialene sammen med M3-skruer og unbrakonøkkelen. For å montere høyre side av X-akse-underenheten plasserer du en messingmutter inne i mutterholderen og fester mutteren til X-akseputen rett med M3-skruer. Fest puteblokken til X-akseputen rett med M4-skruer og fest X-aksen rett til X-akseputen rett med M3-skruer.Bruk ekstra M3-skruer til å feste steppermotoren til X-aksen til høyre og tre hver av gjengede stenger inn i hver av messingmutrene. Skyv to av de åtte millimeter sjaktene inn i hver av puteblokkene vertikalt og skyv to av de åtte millimetera horisontalt. Deretter bruker du M2-skruer til å feste to av akselholderne til både topppanelet og til elektronikkkabinetttoppen og bruke M3-skruer til å feste puteblokklagrene på topppanelet.Fest steppermotorene på elektronikkkabinetttoppen med M3-skruer, og bruk M2-unbrakonøkkelen til å stramme den nedre grubskruen for å feste kjekten over akselene på steppermotorene. Hvis du vil plassere X-akse-underenheten i rammen, justerer du de vertikale åtte millimeters akslene etter akselholderen og strammer akselene med M2-skruer og unbrakonøkkelen. Deretter bruker du M2 Unbrakonøkkelen til å stramme den øvre grubskruen for å feste gjengestangen inn i den andre enden av kjedelen.For ekstrudering av underenheten, bruk M4-skruene til å feste de to puteblokkene på ekstruderens bakplate og bruk M3-skruer til å feste ekstruderbelteklemmen på ekstruderens bakplate mellom puteblokkene. Bruk M3 sekskantskruer til å feste ekstruderens bakplate til ekstrudermotorholderen og for å feste de to steppermotorene på ekstrudermotorholderen. Stram den nedre gummiskruen med en M2-unbrakonøkkel for å feste kjeppene over akselene på steppermotorene og stram den øvre grubskruen for å feste den gjengede skruen i couplers.Skyv varmejakken inn i ekstrudermotorholderen og bruk M3-skruene til å feste messingmutterne inne i stempellåsen. For å montere ekstruderingshodet på X-aksen, skyv de åtte millimeters akslene som finnes på X-aksen inn i puteblokkene på ekstruderhodet og vikler drivbeltet gjennom idleren i idler tannet på venstre og høyre akseenheter. Bruk deretter M3 sekskantskruer til å feste drivbeltet i ekstruderbelteklemmen.Når rammeenheten er fullført, bruker du M3-skruer til å montere Arduino i akryldel syv elektronisk likklede og setter inn et RAMPS-bord på toppen av Arduino-kortet med USB-pluggen vendt mot akryldel seks bakpanel. Monter likestrømstrømkontakten i akryl del seks bakpanelet og fest kontakten til strømforsyningen. Deretter, ved hjelp av et koblingsskjema og etiketter for å unngå å installere tilkoblingene på en omvendt måte, koble motorkontrollere, steppermotorer, endestopp, varmeapparat og termoelement, til sine respektive pinner.Linjetesting innebærer å bruke en rekke bevegelseskommandoer, kalt G-kode, til å skrive ut et filament frem og tilbake på byggeplaten i et grunnleggende mønster for å evaluere individuelle filamentegenskaper, for eksempel tykkelse eller konsistens. Utskriftsparameterne som brukes for linjetestene, er inkludert i tabellen. Hvis du vil opprette komplekse 3D-objekter, må objektet som skal skrives ut, skrives inn i en standard tesselation-språkfil i Repetier og skåret inn i 3D-utskrivbar G-kode.Parameterne for utskrift av 3D-objektene er inkludert i tabellen. For å fastslå dimensjonal nøyaktigheten til additiv produksjon smelteprofilen som brukes til disse eksperimentene i X, Y og Z retninger når du skriver ut et halvfast materiale, ble en en centimeter med en centimeter med en centimeter kube skrevet ut. Kuben ble deretter 3D skannet og dimensjonalt sammenlignet med den opprinnelige kube datamaskinen hjalp utarbeide data.Den opprinnelige modellen og 3D-skanningen ble deretter sammenlignet med open source Cloud Compare-programmet. Før du kobler til systemet eller slår på strømforsyningen, må du kontrollere at ledningene er gjort riktig og at de er kontrollert av en kvalifisert tekniker. ADDME er en åpen kildekode og tilpassbar plattform for å studere smelteprofileringsprosessen med applikasjoner i mat og sperring av 3D-utskrift.

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

Rask og Rimelig Prototyping av medisinsk utstyr Bruk av 3D Trykt Stanse for Liquid 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 brusk og huden vev Analogs utnytte en roman passiv miksing enhet teknikk 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

Utvikling av en elektrokjemisk DNA Biosensor å oppdage en infeksjon patogen

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

Søknader om åpen kilde Mikroplate-kompatibel belysning 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

Bukspyttkjertelen tissue-avledet ekstracellulære Matrix Bioink for utskrift 3D Cell-Laden bukspyttkjertelen vev konstruksjoner

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 åpen kildekode-teknologiplattform for produksjon av Hydrogel-baserte 3D-kulturmodeller på en automatisert og standardisert måte

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

Rimelig, volumkontrollert peilepinne urinalyse for hjemmetesting

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

Verktøysett med åpen kildekode: Benk topp karbonfibermikroelektrode array for nerveopptak

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