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

Esta pesquisa não recebeu nenhuma subvenção específica de agências de financiamento nos setores público, comercial ou sem fins lucrativos. Agradecimentos especiais a Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran e Dominik Vu por sua contribuição em um protótipo anterior do projeto.

ATENÇÃO: Há risco de queimaduras causadas por ferros de solda quente e cartuchos de aquecimento. O cartucho de aquecimento nunca deve ser alimentado quando não estiver preso dentro da jaqueta de aquecimento. Há também o risco de beliscar ou lacerações do eixo da impressora 3D em movimento.
1. Visão geral e preparação
NOTA: Figura 1A mostra uma renderização gerada por computador da impressora e a <strong class...

<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>

Este protocolo fornece instruções detalhadas para a construção de uma impressora 3D baseada em extrusão de baixo custo. A construção da impressora 3D pode ser dividida em subseções, incluindo quadro, eixo y/cama, eixo x, extrusor, eletrônicos e software. Essas subseções são apresentadas com diagramas detalhados, desenhos, arquivos e listas de peças. O preço total de uma impressora ADDME 3D chega a US$ 343 AUD (US$ 245 a partir de 17/01/2019), tornando esta a impressora 3D de derretimento mais barata, basea...

A fabricação aditiva é uma poderosa tecnologia de fabricação que tem potencial para fornecer valor significativo à paisagem industrial1,2. As características atraentes da fabricação aditiva não envolvem custos de ferramentas, altos níveis de personalização, geometrias complexas e barreiras reduzidas aos custos de entrada. Nenhum custo de referramentamento permite a rápida fabricação de protótipos, o que é desejável ao tentar diminuir o "tempo de mercado", que é um objetivo crítico das indústrias em nações desenvolvidas que tentam permanecer competitivas contra concorrentes de baixos salários1. Altos níveis de personalizabilidade permitem que uma grande variedade de produtos sejam fabricados com geometrias complexas. Quando esses fatores são combinados com os baixos custos para configuração, materiais e especialização do operador, há um valor claro das tecnologias de fabricação aditiva3.
A fabricação aditiva, também chamada de impressão 3D, envolve fabricação camada por camada de um objeto em umsistema3 controlado por computador (CNC). Ao contrário dos processos tradicionais da CNC, como a fresagem, em que o material é removido de uma folha ou bloco de material, um sistema de impressão 3D adiciona material à estrutura desejada camada por camada.
A impressão 3D pode ser facilitada através de uma gama de métodos, incluindo laser, flash, extrusão ou tecnologias de lançamento4. A tecnologia específica empregada determina a forma da matéria-prima (ou seja, pó ou derretimento), bem como as propriedades reológicas e térmicas necessárias para o processamento5. O mercado de impressão 3D baseado em extrusão é dominado por sistemas baseados em filamentos, o que se deve aos filamentos serem fáceis de manusear, processar e fornecer continuamente grandes volumes de material à cabeça de extrusão. No entanto, esse processo é limitado pelo tipo de material capaz de ser formado em filamentos (principalmente termoplásticos). A maioria dos materiais não existe em forma de filamento, e a falta de plataformas modernas de baixo custo no mercado representa uma lacuna notável.
Este protocolo mostra a construção de um sistema de extrusão à base de reservatórios que permite que materiais sejam armazenados em uma seringa e extrudados através de uma agulha. Este sistema é idealmente adequado para a fabricação de uma ampla gama de materiais, incluindo alimentos6,polímeros7e biomateriais8,9. Além disso, as técnicas de extrusão baseadas em reservatórios são tipicamente menos perigosas, menores em custo e mais fáceis de operar do que outros métodos de impressão 3D.
Há um número crescente de equipes lideradas pela universidade projetando e lançando sistemas de impressão 3D de código aberto ao público. Começando com a impressora Fab@Home baseada em extrusão em 200710,11,os pesquisadores tinham como objetivo criar uma plataforma simples e barata para impulsionar a rápida expansão em tecnologia e aplicativos de impressão 3D. Mais tarde, em 2011, o projeto RepRap teve como objetivo criar uma plataforma de impressão 3D baseada em filamentos projetada com peças feitas por impressão 3D, com o objetivo de criar uma máquina auto-replicante12. O custo das impressoras 3D vem caindo ao longo dos anos, de US$ 2.300 para um Fab@Home (2006), US$ 573 para um RepRap v1 (2005) e US$ 400 usD para v2 (2011).
Em trabalhos anteriores, demonstramos como um sistema de impressão 3D fora do eu poderia ser combinado com um sistema de extrusão personalizado à base de reservatórios para criar objetos 3D complexos do chocolate13. Uma investigação de projeto mais aprofundada mostrou que uma economia considerável de custos pode ser alcançada em comparação com este design protótipo.
O objetivo deste protocolo é fornecer instruções para a construção de uma impressora 3D de derretida baseada em reservatórios de baixo custo. Apresentados aqui estão diagramas detalhados, desenhos, arquivos e listas de componentes para permitir a construção e operação com sucesso de uma impressora 3D. Todos os componentes estão hospedados na plataforma de código aberto (creative commons noncommercial) <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, que permite aos usuários alterar ou adicionar recursos adicionais conforme desejado. Creme viscoso, chocolate e F-127 Pluronic (modelo para bioinks) são usados para avaliar o desempenho da ADDME e demonstrar a aplicação da impressora ADDME 3D para as indústrias biomédica e de impressão de alimentos.
Um cortador a laser capaz de cortar acrílico e uma impressora 3D de desktop capaz de imprimir filamentos PLA ou ABS são necessários para este protocolo. Uma jaqueta de aquecimento usinada e cartucho de aquecedor ou aquecedor de silicone podem ser usados para aquecer o material, dependendo de qual equipamento o operador tem acesso. Todos os arquivos CAD podem ser encontrados em <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. Para firmware e software para controlar a impressora 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> são fornecidos recursos, respectivamente. Para obter instruções detalhadas sobre o conselho de controle, consulte <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

A impressão tridimensional (3D) é uma técnica de fabricação cada vez mais popular que permite que objetos altamente complexos sejam fabricados sem custos de referramentamento. Essa crescente popularidade é parcialmente impulsionada pela queda das barreiras à entrada, como custos de configuração do sistema e facilidade de operação. O protocolo a seguir apresenta o projeto e a construção de uma impressora 3D de derretida de fabricação aditiva (ADDME) para a fabricação de peças e componentes personalizados. AddME foi projetado com uma combinação de componentes impressos em 3D, cortados a laser e de origem on-line. O protocolo é organizado em seções fáceis de seguir, com diagramas detalhados e listas de peças os títulos de enquadramento, eixo y e cama, eixo x, extrusão, eletrônica e software. O desempenho do ADDME é avaliado por meio de testes de extrusão e impressão 3D de objetos complexos utilizando creme viscoso, chocolate e F-127 Plurônico (modelo para bioinks). Os resultados indicam que a ADDME é uma plataforma capaz de fabricação de materiais e construções para uso em uma ampla gama de indústrias. A combinação de diagramas detalhados e conteúdo de vídeo facilita o acesso a equipamentos de baixo custo e fáceis de operar para indivíduos interessados na impressão 3D de objetos complexos de uma ampla gama de materiais.

O desempenho do ADDME durante a impressão 3D foi avaliado utilizando um creme viscoso (150 mL, creme de mão nivea), chocolate (Cadbury, leite simples) e F-127 Plurônico (Sigma Aldrich). O creme viscoso e o chocolate foram usados como está, e o Plurônico foi dissolvido em uma solução de 20% wt com água ultrapura e armazenado refrigerado a 5 °C até a necessidadede 14,15.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-...

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

O objetivo deste trabalho é projetar e construir uma impressora tridimensional de derretimento baseada em reservatórios feita de componentes de código aberto e de baixo custo para aplicações nas indústrias de impressão biomédica e de alimentos.

Design de uma impressora 3D de origem aberta, bioink de baixo custo e derretimento de alimentos

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

Neste procedimento vamos demonstrar como construir o ADDME, uma impressora 3D de baixo custo, de código aberto, derretimento e bioink. A extrusão de derretimento e as impressoras 3D bioink podem custar milhares de dólares e são tipicamente de fonte fechada. ADDME é uma plataforma de impressão 3D de código aberto e personalizável que custa menos de 350.O ADDME permite a produção de geometrias 3D complexas com uma grande variedade de materiais para aplicações dentro do processamento de alimentos, produção de material composto de polímero e bioimpressão. Este vídeo oferece uma demonstração prática de como os vários componentes se unem para construir e testar o ADDME. Depois de conectar o de nove partes acrílicas, verifique as etiquetas da figura para garantir que cada peça esteja localizada corretamente e use parafusos M3 e uma chave M3 Allen para fixar as peças.Em seguida, coloque a haste roscada M10 através da finalidade feita buracos nos membros acrílicos seis, oito e 10, e fixe a haste com arruelas E porcas M10, apertando as porcas com uma chave de fenda variável. Para montar o eixo Y e a cama de impressão, deslize dois blocos de travesseiro em cada eixo de oito milímetros e deslize a parada final em um dos eixos de oito milímetros. Use parafusos M2 e uma chave Allen para fixar a parada final mecânica e use parafusos M4 para fixar todos os quatro blocos de travesseiro na cama de montagem.Fixar o grampo do cinto na cama de montagem usando os parafusos M3 e uma chave Allen e fixar a cama de impressão na cama de montagem usando um parafuso M3, porca e arranjo de mola. Em seguida, use parafusos M2 e uma chave Allen para fixar dois dos suportes do eixo tanto para os painéis traseiros quanto dianteiros e use parafusos M3 para fixar o suporte do motor do estepe no painel traseiro. Em seguida, use parafusos M3 adicionais para fixar o motor do estepe ao suporte do motor do estepe e para fixar o ocioso do cinto ao painel frontal.Para inserir o subcontomontagem da cama de impressão na estrutura, combine cada extremidade de um eixo de oito milímetros com um suporte de eixo. Para montar o lado esquerdo do subconseto do eixo X, coloque uma porca de latão dentro do suporte de porca e use parafusos M3 e a chave Allen para fixar a porca à esquerda do travesseiro do eixo X. Usando parafusos M4 e uma chave Allen, fixe o bloco de travesseiro à esquerda do travesseiro do eixo X e fixe o olº do eixo X no travesseiro do eixo X deixado com parafusos M3.Alinhe os orifícios centrais do olheiro, o olador do eixo X e o olheiro do eixo X dois e fixe esses materiais junto com parafusos M3 e a tecla Allen. Para montar o lado direito do subconseto do eixo X, coloque uma porca de latão dentro do suporte de porca e fixe a porca no travesseiro do eixo X com parafusos M3. Fixar o bloco de travesseiro ao travesseiro do eixo X com parafusos M4 e fixar o eixo X à direita do travesseiro do eixo X com parafusos M3.Use parafusos M3 adicionais para fixar o motor do estepe à direita do eixo X e enfie cada uma das hastes roscadas em cada uma das porcas de latão. Deslize dois dos eixos de oito milímetros em cada um dos blocos de travesseiro verticalmente e deslize dois dos eixos de oito milímetros horizontalmente. Em seguida, use parafusos M2 para fixar dois dos suportes do eixo tanto para o painel superior quanto para a parte superior do gabinete eletrônico e use parafusos M3 para fixar os rolamentos do bloco de travesseiro no painel superior.Fixar os motores do estepe na parte superior eletrônica com parafusos M3 e use a chave M2 Allen para apertar o parafuso de grub inferior para fixar o acoçador sobre os eixos dos motores do estepe. Para colocar o subcontomontagem do eixo X na estrutura, alinhe os eixos verticais de oito milímetros com o suporte do eixo e aperte os eixos com parafusos M2 e a tecla Allen. Em seguida, use a tecla M2 Allen para apertar o parafuso de grub superior para fixar a haste roscada na outra extremidade do acoedador.Para a extrusão do subconstrução, use parafusos M4 para fixar os dois blocos de travesseiro na placa traseira extrusora e use parafusos M3 para fixar o grampo do cinto extrusor na placa traseira extrusora entre os blocos de travesseiro. Use parafusos hexais M3 para fixar a placa traseira extrusora ao suporte do motor extrusor e para fixar os dois motores de estepe no suporte do motor extruder. Aperte o parafuso de grub inferior com uma chave M2 Allen para fixar os acoadores sobre os eixos dos motores do estepe e aperte o parafuso superior da grub para fixar o parafuso roscado dentro dos acoplamentos.Deslize a jaqueta de aquecimento para o suporte do motor extrusor e use parafusos M3 para fixar as porcas de latão dentro da trava do êmbolo. Para montar a cabeça de extrusão no eixo X, deslize os eixos de oito milímetros encontrados no eixo X nos blocos de travesseiro na cabeça do extrusor e enrole a correia de acionamento através do olheiro em conjuntos de eixos odler e direito. Em seguida, use parafusos hexais M3 para fixar o cinto de acionamento no grampo da correia extrusora.Quando o conjunto do quadro estiver completo, use parafusos M3 para montar o Arduino na parte acrílica sete mortalha eletrônica e insira uma placa RAMPS em cima da placa Arduino com o plugue USB voltado para o painel traseiro da parte acrílica seis. Monte a tomada de alimentação DC no painel traseiro da parte acrílica seis e fixe o conector na fonte de alimentação. Em seguida, utilizando um diagrama de fiação e etiquetas para evitar a instalação das conexões de forma reversa, conecte os controladores do motor, motores de estepe, paradas finais, aquecedor e termopar, aos seus respectivos pinos.O teste de linha envolve o uso de uma série de comandos de movimento, chamados G-code, para imprimir um filamento para frente e para trás na placa de construção em um padrão básico para avaliar propriedades de filamento individual, como espessura ou consistência. Os parâmetros de impressão utilizados para os testes de linha estão incluídos na tabela. Para criar objetos 3D complexos, o objeto a ser impresso deve ser inserido em um arquivo de linguagem de tesselação padrão no Repetidor e fatiado em código G impresso em 3D.Os parâmetros para impressão dos objetos 3D estão incluídos na tabela. Para determinar a precisão dimensional da impressora de derretimento de derretimento aditiva usada para esses experimentos nas direções X, Y e Z ao imprimir um material semissólido, foi impresso um centímetro por um centímetro por um cubo de centímetro. O cubo foi então escaneado em 3D e dimensionalmente comparado com os dados originais de elaboração auxiliados pelo computador cubo.O modelo original e a digitalização 3D foram então comparados usando o programa de software cloud compare de código aberto. Antes de conectar o sistema ou ligar a fonte de alimentação, certifique-se de que a fiação foi feita corretamente e que tenha sido verificada por um técnico qualificado. O ADDME é uma plataforma de código aberto e personalizável para estudar o processo de extrusão de derretimento com aplicações em alimentos e barrar impressão 3D.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Low-Cost Cryo-Light Fabricação Stage Microscopia de Luz Correlacionados / Microscopia Eletrônica

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

Bioengenharia

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

Prototipagem rápida e de baixo custo de Dispositivos Médicos Usando 3D impresso moldes para moldagem por injeção líquida

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 da cartilagem e Analogs de tecido de pele utilizando um romance passiva unidade técnica de mistura para 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

Desenvolvimento de um Biosensor eletroquímico do DNA para detectar um patógeno de origem alimentar

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

Aplicações para painéis de iluminação compatíveis com microplate de código aberto

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

Bioink extracelular derivado da matriz de tecido sipâncreas para a impressão de construções de tecidopanpático 3D Carregadas de células

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

Uma plataforma de tecnologia de código aberto para fabricar modelos de cultura 3D à base de hidrogel de forma automatizada e padronizada

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

Urinalysis de dipstick de baixo custo e controlados por volume para testes domésticos

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

Kit de ferramentas de código aberto: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array para gravação de nervos

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