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 investigación no recibió ninguna donación específica de agencias de financiación en los sectores público, comercial o sin fines de lucro. Agradecimiento especial a Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran y Dominik Vu por su contribución en un prototipo anterior del diseño.

ADVERTENCIA: Existe el riesgo de quemaduras causadas por soldadores en caliente y cartuchos de calefacción. El cartucho de calefacción nunca debe alimentarse cuando no se ha asegurado dentro de la chaqueta de calefacción. También existe el riesgo de pellizcar o lacerar desde el eje de la impresora 3D en movimiento.
1. Visión general y preparación
NOTA: La Figura 1A muestra una representación generada por ordenador ...

<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 proporciona instrucciones detalladas para construir una impresora 3D basada en extrusión de fusión de bajo costo. La construcción de la impresora 3D se puede dividir en subsecciones, incluyendo marco, eje Y/cama, eje X, extrusor, electrónica y software. Estas subsecciones se presentan con diagramas detallados, dibujos, archivos y listas de piezas. El precio total de una impresora 3D ADDME llega a $343 AUD ($245 USD a partir del 01/17/2019), lo que la convierte en la impresora 3D de extrusión de fusió...

La fabricación aditiva es una potente tecnología de fabricación que tiene el potencial de aportar un valor significativo al paisaje industrial1,2. Las características atractivas de la fabricación aditiva implican sin costos de herramientas, altos niveles de personalización, geometrías complejas y barreras reducidas a los costos de entrada. Ningún costo de reacondiciono permite la rápida fabricación de prototipos, lo cual es deseable cuando se trata de disminuir el "tiempo de comercialización", que es un objetivo crítico de las industrias en las naciones desarrolladas que tratan de seguir siendo competitivos contra los competidores de bajos salarios1. Los altos niveles de personalización permiten fabricar una amplia variedad de productos con geometrías complejas. Cuando estos factores se combinan con los bajos costos de configuración, materiales y especialización del operador, hay un valor claro de las tecnologías de fabricación aditiva3.
La fabricación aditiva, también llamada impresión 3D, implica la fabricación capa por capa de un objeto en un sistema de control numérico por ordenador (CNC)3. A diferencia de los procesos CNC tradicionales, como el fresado, en el que el material se elimina de una hoja o bloque de material, un sistema de impresión 3D añade material a la estructura deseada capa por capa.
La impresión 3D se puede facilitar a través de una serie de métodos, incluyendo tecnologías láser, flash, extrusión o chorro4. La tecnología específica empleada determina la forma de la materia prima (es decir, polvo o fusión), así como las propiedades reológicas y térmicas necesarias para el procesamiento5. El mercado de impresión 3D basado en extrusión está dominado por sistemas basados en filamentos, lo que se debe a que los filamentos son fáciles de manejar, procesar y suministrar continuamente grandes volúmenes de material al cabezal de extrusión. Sin embargo, este proceso está limitado por el tipo de material que se puede formar en filamentos (principalmente termoplásticos). La mayoría de los materiales no existen en forma de filamento, y la falta de plataformas modernas de bajo costo en el mercado representa una brecha notable.
Este protocolo muestra la construcción de un sistema de extrusión a base de depósito que permite almacenar materiales en una jeringa y extruir a través de una aguja. Este sistema es ideal para fabricar una amplia gama de materiales, incluyendo alimentos6,polímeros7y biomateriales8,9. Además, las técnicas de extrusión basadas en depósitos suelen ser menos peligrosas, de menor costo y más fáciles de operar que otros métodos de impresión 3D.
Cada vez hay más equipos dirigidos por la universidad que diseñan y lanzan al público sistemas de impresión 3D de código abierto. Comenzando con la Fab@Home impresora basada en extrusión en 200710,11, los investigadores tenían como objetivo crear una plataforma simple y barata para impulsar una rápida expansión en la tecnología y aplicaciones de impresión 3D. Más tarde, en 2011, el proyecto RepRap tenía como objetivo crear una plataforma de impresión 3D basada en filamentos diseñada con piezas hechas por impresión 3D, con el objetivo de crear una máquina autorreplicante12. El costo de las impresoras 3D ha estado cayendo a lo largo de los años, desde $2300 USD por un Fab@Home (2006), $573 USD para un RepRap v1 (2005), y $400 USD para v2 (2011).
En trabajos anteriores, demostramos cómo un sistema de impresión 3D fuera de sí mismo podría combinarse con un sistema de extrusión personalizado basado en reservorios para crear objetos 3D complejos a partir de chocolate13. Una mayor investigación de diseño ha demostrado que se pueden lograr ahorros considerables de costos en comparación con este diseño de prototipo.
El objetivo de este protocolo es proporcionar instrucciones para la construcción de una impresora 3D de extrusión de fusión a base de reservorio de bajo costo. Aquí se presentan diagramas detallados, dibujos, archivos y listas de componentes para permitir la construcción y el funcionamiento con éxito de una impresora 3D. Todos los componentes están alojados en la plataforma de código abierto (creative commons noncommercial) <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections,</a>lo que permite a los usuarios cambiar o agregar características adicionales como desee. Crema viscosa, chocolate y Pluronic F-127 (un modelo para biotintas) se utilizan para evaluar el rendimiento de ADDME y demostrar la aplicación de la impresora 3D ADDME a las industrias biomédica y de impresión alimentaria.
Para este protocolo se requiere un cortador láser capaz de cortar acrílico y una impresora 3D de escritorio capaz de imprimir filamentos PLA o ABS. Una chaqueta de calentamiento mecanizada y un cartucho de calentador o calentador de silicona se pueden utilizar para calentar el material, dependiendo del equipo al que el operador tenga acceso. Todos los archivos CAD se pueden encontrar en <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. Para que el firmware y el software controlen la impresora 3D, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> y <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> se proporcionan recursos, respectivamente. Para obtener instrucciones detalladas sobre la placa de control, 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

La impresión tridimensional (3D) es una técnica de fabricación cada vez más popular que permite fabricar objetos muy complejos sin costes de reconfiguración. Esta creciente popularidad está impulsada en parte por la caída de las barreras de entrada, como los costos de configuración del sistema y la facilidad de operación. El siguiente protocolo presenta el diseño y la construcción de una impresora 3D Additive Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) para la fabricación de piezas y componentes personalizados. ADDME ha sido diseñado con una combinación de componentes impresos en 3D, cortados por láser y de origen en línea. El protocolo se organiza en secciones fáciles de seguir, con diagramas detallados y listas de piezas bajo los encabezados de enmarcado, eje Y y cama, eje X, extrusión, electrónica y software. El rendimiento de ADDME se evalúa mediante pruebas de extrusión e impresión 3D de objetos complejos utilizando crema viscosa, chocolate y Pluronic F-127 (un modelo para biotintas). Los resultados indican que ADDME es una plataforma capaz para la fabricación de materiales y construcciones para su uso en una amplia gama de industrias. La combinación de diagramas detallados y contenido de vídeo facilita el acceso a equipos de bajo costo y fáciles de operar para personas interesadas en la impresión 3D de objetos complejos a partir de una amplia gama de materiales.

El rendimiento de ADDME durante la impresión 3D se evaluó utilizando una crema viscosa (150 ml, crema de manos Nivea), chocolate (Cadbury, leche normal) y Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). La crema viscosa y el chocolate se utilizaron tal cual, y el Pluronic se disolvió en una solución de 20% wt con agua ultrapura y se almacenó refrigerado a 5oC hasta que fue necesario14,15.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-p...

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

El objetivo de este trabajo es diseñar y construir una impresora tridimensional de extrusión de fusión basada en reservorios hecha de componentes de código abierto y de bajo costo para aplicaciones en las industrias biomédica y de impresión de alimentos.

Diseño de una impresora 3D de extrusión de biotinta y fusión de alimentos de código abierto y bajo costo

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

En este procedimiento demostraremos cómo construir ADDME, una impresora 3D de bajo costo, de código abierto, extrusión de fusión y bioenlaz. Las impresoras 3D de extrusión y bioenlaces pueden costar miles de dólares y suelen ser de origen cerrado. ADDME es una plataforma de impresión 3D personalizable y de código abierto que cuesta menos de 350.ADDME permite la producción de geometrías 3D complejas con una amplia variedad de materiales para aplicaciones dentro del procesamiento de alimentos, la producción de materiales compuestos de polímeros y la bioimpresión. Este video ofrece una demostración práctica de cómo los diversos componentes se unen para construir y probar ADDME. Después de conectar la una a través de nueve piezas de acrílico, compruebe las etiquetas de la figura para asegurarse de que cada pieza se encuentra correctamente y utilice tornillos M3 y una llave M3 Allen para fijar las piezas.A continuación, coloque la varilla roscada M10 a través del propósito hizo agujeros en los miembros de acrílico seis, ocho y 10, y fije la varilla con arandelas y tuercas M10, apretando las tuercas con una llave variable. Para montar el eje Y y la cama de impresión, deslice dos bloques de almohadas en cada eje de ocho milímetros y deslice el tope final sobre uno de los ejes de ocho milímetros. Utilice tornillos M2 y una llave Allen para fijar el tope mecánico y utilice tornillos M4 para fijar los cuatro bloques de almohadas a la cama de montaje.Fije la abrazadera de la correa en la cama de montaje con los tornillos M3 y una llave Allen y fije la cama de impresión en la cama de montaje utilizando un tornillo M3, tuerca y disposición de resorte. A continuación, utilice tornillos M2 y una llave Allen para fijar dos de los soportes del eje a los paneles posterior y frontal y utilice tornillos M3 para fijar el soporte del motor paso a paso al panel posterior. A continuación, utilice tornillos M3 adicionales para fijar el motor paso a paso al soporte del motor paso a paso y para fijar el ralentí de la correa al panel frontal.Para insertar el subensamblaje del lecho de impresión en el marco, haga coincidir cada extremo de un eje de ocho milímetros con un soporte de eje. Para montar el lado izquierdo del subensamblaje del eje X, coloque una tuerca de latón dentro del soporte de la tuerca y utilice tornillos M3 y la llave Allen para fijar la tuerca a la almohada del eje X a la izquierda. Usando tornillos M4 y una llave Allen, fije el bloque de almohadas a la almohada del eje X a la izquierda y fije el ralentí del eje X a la almohada del eje X a la izquierda con tornillos M3.Alinee los orificios centrales del ralentí, el inactivo del eje X y el ralentí del eje X dos y fije estos materiales junto con los tornillos M3 y la llave Allen. Para montar el lado derecho del subensamblaje del eje X, coloque una tuerca de latón dentro del soporte de la tuerca y fije la tuerca a la almohada del eje X con tornillos M3. Fije el bloque de almohadas a la almohada del eje X a la derecha con tornillos M4 y fije el eje X directamente a la almohada del eje X a la derecha con tornillos M3.Utilice tornillos M3 adicionales para fijar el motor paso a paso a la derecha del eje X y enhebrar cada una de las varillas roscadas en cada una de las tuercas de latón. Deslice dos de los ejes de ocho milímetros en cada uno de los bloques de almohadas verticalmente y deslice dos de los ejes de ocho milímetros horizontalmente. A continuación, utilice tornillos M2 para fijar dos de los soportes del eje tanto en el panel superior como en la parte superior de la carcasa electrónica y utilice tornillos M3 para fijar los rodamientos del bloque de almohadas en el panel superior.Fije los motores paso a paso en la parte superior de la carcasa electrónica con tornillos M3 y utilice la llave Allen M2 para apretar el tornillo de la larva inferior para fijar el acoplador sobre los ejes de los motores paso a paso. Para colocar el subensamblaje del eje X en el bastidor, alinee los ejes verticales de ocho milímetros con el soporte del eje y apriete los ejes con tornillos M2 y la llave Allen. A continuación, utilice la llave Allen M2 para apretar el tornillo de la larva superior para fijar la varilla roscada en el otro extremo del acoplador.Para la extrusión del subensamblaje, utilice tornillos M4 para fijar los dos bloques de almohadas en la placa posterior del extrusor y utilice tornillos M3 para fijar la abrazadera de la correa del extrusor en la placa posterior del extrusor entre los bloques de almohadas. Utilice tornillos hexagonales M3 para fijar la placa posterior del extrusor al soporte del motor del extrusor y para fijar los dos motores paso a paso en el soporte del motor del extrusor. Apriete el tornillo de la larva inferior con una llave Allen M2 para fijar los acopladores sobre los ejes de los motores paso a paso y apriete el tornillo de la larva superior para fijar el tornillo roscado dentro de los acopladores.Deslice la chaqueta de calentamiento en el soporte del motor del extrusor y utilice tornillos M3 para fijar las tuercas de latón dentro del bloqueo del émbolo uno. Para montar el cabezal de extrusión en el eje X, deslice los ejes de ocho milímetros que se encuentran en el eje X en los bloques de almohadas en la cabeza del extrusor y envuelva la correa de transmisión a través del ralentí en los conjuntos de eje izquierdo y derecho. A continuación, utilice tornillos hexagonales M3 para fijar la correa de transmisión en la abrazadera de la correa del extrusor.Cuando el conjunto del marco esté completo, utilice tornillos M3 para montar el Arduino en la cubierta electrónica de la parte acrílica siete e inserte una placa RAMPS en la parte superior de la placa Arduino con el enchufe USB orientado hacia la parte acrílica seis del panel posterior. Monte el conector de alimentación de CC en la parte acrílica seis del panel posterior y fije el conector a la fuente de alimentación. A continuación, utilizando un diagrama de cableado y etiquetas para evitar la instalación de las conexiones de forma inversa, conecte los controladores de motor, motores paso a paso, paradas finales, calentador y termopar, a sus respectivos pines.Las pruebas de línea implican el uso de una serie de comandos de movimiento, llamados código G, para imprimir un filamento de ida y vuelta en la placa de construcción en un patrón básico para evaluar las propiedades de filamento individuales, como el grosor o la consistencia. Los parámetros de impresión utilizados para las pruebas de línea se incluyen en la tabla. Para crear objetos 3D complejos, el objeto que se va a imprimir debe introducirse en un archivo de lenguaje de teselación estándar en Repetier y dividirse en código G imprimible en 3D.Los parámetros para imprimir los objetos 3D se incluyen en la tabla. Para determinar la precisión dimensional de la impresora de extrusión de fusión de fabricación aditiva utilizada para estos experimentos en las direcciones X, Y y Z al imprimir un material semisólido, se imprimió un cubo de un centímetro por uno por un centímetro. A continuación, el cubo se escaneaba en 3D y se comparaba dimensionalmente con los datos de dibujo asistidos por el ordenador del cubo original.El modelo original y el escaneo 3D se compararon utilizando el programa de software Cloud Compare de código abierto. Antes de conectar el sistema o encender la fuente de alimentación, asegúrese de que el cableado se ha realizado correctamente y que ha sido comprobado por un técnico cualificado. ADDME es una plataforma de código abierto y personalizable para estudiar el proceso de extrusión de fusión con aplicaciones en alimentos y la impresión 3D.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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Bajo Costo Cryo-microscopio de luz para la luz de la etapa de fabricación correlacionadas / Microscopía Electrónica

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

Bioingeniería

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