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

Denna forskning fick inga särskilda bidrag från finansieringsorgan inom den offentliga, kommersiella eller ideella sektorn. Särskilt tack till Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran och Dominik Vu för deras bidrag på en tidigare prototyp av designen.

VARNING: Det finns risk för brännskador orsakade av heta lödstrykjärn och värmepatroner. Värmepatronen ska aldrig drivas när den inte är fastsatt inuti värmejackan. Det finns också risk för att nyp eller skärsår från den rörliga 3D-skrivaraxeln.
1. Översikt och förberedelse
Bild 1A visar en datorgenererad återgivning av skrivaren och bild 1B är ett foto av ...

<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>

Det här protokollet innehåller detaljerade instruktioner för att konstruera en lågkostnadssmältningsbaserad 3D-skrivare. Konstruktion av 3D-skrivaren kan delas upp i underavsnitt inklusive ram, y-axel/säng, x-axel, extruder, elektronik och programvara. Dessa underavsnitt presenteras med detaljerade diagram, ritningar, filer och reservdelslistor. Det totala priset för en ADDME 3D-skrivare kommer till $ 343 AUD ($ 245 USD per 2019-01-17), vilket gör detta till den billigaste, reservoarbaserade smälta extrudering 3...

Additiv tillverkning är en kraftfull tillverkningsteknik som har potential att ge betydande värde till industrilandskapet1,2. De attraktiva egenskaperna hos additiv tillverkning innebär inga verktygskostnader, höga nivåer av anpassning, komplexa geometrier och minskade hinder för inträdeskostnader. Inga retooling kostnader möjliggör snabb tillverkning av prototyper, vilket är önskvärt när man försöker minska "tid till marknaden", vilket är ett kritiskt mål för industrier i utvecklade länder som försöker förbli konkurrenskraftiga mot låglönekonkurrenter1. Höga nivåer av anpassningsbarhet gör det möjligt för ett brett utbud av produkter att tillverkas med komplexa geometrier. När dessa faktorer kombineras med de låga kostnaderna för uppställning, material och operatörsspecialisering finns det ett tydligt värde av additiv tillverkningsteknik3.
Additiv tillverkning, även kallad 3D-utskrift, innebär skikt-för-lager tillverkning av ett objekt i en dator numeriskt kontrollerad (CNC) system3. Till skillnad från traditionella CNC-processer som fräsning, där material avlägsnas från ett ark eller block av material, lägger ett 3D-utskriftssystem material till önskad struktur lager för lager.
3D-utskrift kan underlättas genom en rad olika metoder, inklusive laser, blixt, extrudering eller jetting teknik4. Den specifika teknik som används bestämmer råvarornas form (dvs. pulver eller smältning), liksom de reologiska och termiska egenskaper som krävs för bearbetning5. Den extruderingbaserade 3D-utskriftsmarknaden domineras av glödtrådsbaserade system, som beror på att glödtrådar är lätta att hantera, bearbeta och kontinuerligt leverera stora mängder material till extrudering huvudet. Denna process begränsas dock av den typ av material som kan bildas i glödtrådar (främst termoplaster). De flesta material finns inte i glödtrådform, och bristen på moderna billiga plattformar på marknaden utgör en anmärkningsvärd lucka.
Detta protokoll visar byggandet av ett reservoarbaserat extruderingssystem som gör att material kan lagras i en spruta och pressas genom en nål. Detta system är idealisk för att tillverka ett brett utbud av material inklusive livsmedel6,polymerer7,och biomaterial8,9. Dessutom är reservoarbaserade extruderingstekniker vanligtvis mindre farliga, billigare och lättare att använda än andra 3D-utskriftsmetoder.
Det finns ett växande antal universitetsledda team som utformar och släpper 3D-utskriftssystem med öppen källkod till allmänheten. Från och med Fab@Home extrudering-baserade skrivare i 200710,11, forskare syftar till att skapa en enkel och billig plattform för att driva snabb expansion i 3D-utskriftsteknik och applikationer. Senare under 2011 syftade RepRap-projektet till att skapa en glödtrådsbaserad 3D-utskriftsplattform utformad med delar gjorda av 3D-utskrift, med målet att skapa en självreplikerande maskin12. Kostnaden för 3D-skrivare har sjunkit under åren, från $ 2300 USD för en Fab@Home (2006), $ 573 USD för en RepRap v1 (2005), och $ 400 USD för v2 (2011).
I tidigare arbete visade vi hur ett off-the-self 3D-utskriftssystem kunde kombineras med ett anpassat reservoarbaserat extruderingssystem för att skapa komplexa 3D-objekt från choklad13. Ytterligare designundersökning har visat att betydande kostnadsbesparingar kan uppnås jämfört med denna prototypdesign.
Syftet med detta protokoll är att ge instruktioner för byggandet av en billig reservoarbaserad smältextrudering 3D-skrivare. Presenteras här är detaljerade diagram, ritningar, filer och komponentlistor för att möjliggöra korrekt konstruktion och drift av en 3D-skrivare. Alla komponenter finns på plattformen för öppen källkod (creative commons noncommercial) <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>, vilket gör att användarna kan ändra eller lägga till ytterligare funktioner som önskas. Viscous grädde, choklad och pluroniska F-127 (en modell för bioinks) används för att utvärdera prestanda ADDME och visa tillämpningav ADDME 3D-skrivare till biomedicinska och livsmedelstryck industrier.
En laserskärare som kan skära akryl och en stationär 3D-skrivare som kan skriva ut PLA eller ABS-glödtrådar krävs för detta protokoll. En bearbetad värmejacka och värmepatron eller silikonvärmare kan användas för att värma materialet, beroende på vilken utrustning operatören har tillgång till. Alla CAD-filer finns på <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>. För firmware och programvara för att styra 3D-skrivare, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> och <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> tillhandahålls resurser, respektive. Detaljerade instruktioner om styrkortet finns <a href="https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4" target="_blank">i 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

Tredimensionell (3D) utskrift är en allt populärare tillverkningsteknik som gör att mycket komplexa objekt kan tillverkas utan retooling kostnader. Denna ökande popularitet drivs delvis av fallande inträdeshinder såsom systemuppläggkostnader och enkel drift. I följande protokoll presenteras design och konstruktion av en ADDME-skrivare (Additive Manufacturing Melt Extrusion) för tillverkning av anpassade delar och komponenter. ADDME har utformats med en kombination av 3D-tryckta, laser-cut och online-sourced komponenter. Protokollet är ordnat i lättföljande avsnitt, med detaljerade diagram och reservdelslistor under rubrikerna inramning, y-axel och säng, x-axel, extrudering, elektronik och programvara. ADDME:s prestanda utvärderas genom extrudering och 3D-utskrift av komplexa föremål med hjälp av visköskräm, choklad och pluronisk F-127 (en modell för biobläck). Resultaten visar att ADDME är en kapabel plattform för tillverkning av material och konstruktioner för användning i en mängd olika branscher. Kombinationen av detaljerade diagram och videoinnehåll underlättar tillgången till billig och lättmanövrerad utrustning för personer som är intresserade av 3D-utskrift av komplexa föremål från ett brett spektrum av material.

Utförandet av ADDME under 3D-utskrift utvärderades med hjälp av en visköskräm (150 ml, Nivea handkräm), choklad (Cadbury, vanlig mjölk) och pluronisk F-127 (Sigma Aldrich). Den viskös grädde och choklad användes som den är, och pluronic upplöstes i en 20% wt lösning med ultrapuret vatten och lagras kyld vid 5 ° C tills behövs14,15.
Linjetestning innebar ut...

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

Syftet med detta arbete är att designa och konstruera en reservoarbaserad smältextrudering tredimensionell skrivare tillverkad av öppen källkod och billiga komponenter för applikationer inom biomedicinska och livsmedelstryckindustrier.

Design av en öppen källkod, billiga Bioink och Mat Melt Extrusion 3D-skrivare

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

I detta förfarande kommer vi att visa hur man konstruerar ADDME, en låg kostnad, öppen källkod, smält extrudering och bioink 3D-skrivare. Smält extrudering och bioink 3D-skrivare kan kosta tusentals dollar och är vanligtvis stängd källa. ADDME är en öppen källkod, anpassningsbar 3D-utskrift plattform som kostar mindre än 350.ADDME möjliggör produktion av komplexa 3D-geometrier med en mängd olika material för tillämpningar inom livsmedelsbearbetning, polymerkompositmaterialproduktion, och bioprinting. Denna video erbjuder en händer på demonstration av hur de olika komponenterna kommer samman för att konstruera och testa ADDME. Efter att ha anslutit en genom nio akryldelar, kontrollera figuretiketter för att säkerställa att varje bit är placerad korrekt och använda M3 skruvar och en M3 Insexnyckel för att säkra bitarna.Sedan, placera M10 gängade stången genom ändamålet gjort hål i akryl medlemmar sex, åtta, och 10, och säkra stången med M10 brickor och muttrar, åtdragning muttrarna med en variabel skruvnyckel. För att montera Y-axeln och tryckbädden skjuter du två kuddblock på varje åtta millimeters axel och skjuter ändstoppet på en av de åtta millimeteraxlarna. Använd M2-skruvar och en insexnyckel för att säkra det mekaniska ändstoppet och använd M4-skruvar för att säkra alla fyra kuddblocken på fästbädden.Fäst bältesklämman på monteringsbädden med hjälp av M3-skruvarna och en insexnyckel och säkra tryckbädden på monteringsbädden med hjälp av en M3-skruv, mutter och fjäderarrangemang. Därefter använder M2 skruvar och en insexnyckel för att säkra två av axelhållarna till både bak- och frontpanelerna och använd M3-skruvar för att säkra stegmotorhållaren till bakpanelen. Använd sedan ytterligare M3-skruvar för att fästa stegmotorn i stegmotorhållaren och för att säkra bältets tomgång till frontpanelen.För att sätta in underenheten för tryckbädden i ramen, matcha upp varje ände av en åtta millimeters axel mot en axelhållare. För att montera den vänstra sidan av X-axelns sub-montering, placera en mässingsmutter inuti mutterhållaren och använd M3-skruvar och insexnyckeln för att säkra muttern till X-axelkudden vänster. Med hjälp av M4 skruvar och en insexnyckel, säkra kudde blocket till X-axeln kudde vänster och säkra X-axeln idler en till X-axeln kudde kvar med M3 skruvar.Rikta in mittenhålen på tomgångsapparaten, X-axeln idler en och X-axeln idler två och fixera dessa material tillsammans med M3-skruvar och insexnyckeln. För att montera den högra sidan av X-axelns sub-montering, placera en mässingsmutter inuti mutterhållaren och säkra muttern till X-axeln kudden höger med M3 skruvar. Fäst kuddblocket till X-axelkudden höger med M4 skruvar och säkra X-axeln höger till X-axeln kudden höger med M3 skruvar.Använd ytterligare M3-skruvar för att fästa stegmotorn till X-axelns höger och trä in var och en av gängstängerna i var och en av mässingsmuttrarna. Skjut två av de åtta millimeteraxlarna i var och en av kudden block vertikalt och skjut två av de åtta millimeteraxlar horisontellt. Därefter använder M2 skruvar för att säkra två av axelhållarna till både den övre panelen och till elektronikkapslings toppen och använd M3 skruvar för att säkra kuddblockslager på den övre panelen.Säkra stegmotorerna på elektronikkapslingstopen med M3-skruvar och använd M2-insexnyckeln för att dra åt den nedre grubskruven för att säkra kopplaren över stegmotorernas axlar. För att placera X-axelns sub-församling i ramen, rikta in de vertikala åtta millimeteraxlarna mot axelhållaren och dra åt axlarna med M2-skruvar och insexnyckeln. Använd sedan M2-insexnyckeln för att dra åt den övre grub-skruven för att säkra den gängade stången i den andra änden av kopplaren.För extrudering av delmonteringen, använd M4-skruvar för att säkra de två kuddblocken på extruderns ryggplåt och använd M3-skruvar för att säkra extruderbältesklämman på extruderns ryggplatta mellan kuddblocken. Använd M3-hexskruvarna för att fästa extruderns ryggplatta på extrudermotorhållaren och för att säkra de två stegmotorerna på extrudermotorhållaren. Dra åt den nedre grub-skruven med en M2-insexnyckel för att säkra kopplarna över stegmotorernas axlar och dra åt den övre grubskruven för att fästa den gängade skruven inom kopplarna.Skjut in värmemanteln i extrudermotorhållaren och använd M3-skruvar för att fästa mässingsmuttrarna inuti kolvenlås en. För att montera extruderhuvudet på X-axeln, skjut de åtta millimeteraxlar som finns på X-axeln i kudden block på extruderhuvudet och linda drivremmen genom idler i idler tandade på vänster och höger axel församlingar. Använd sedan M3-hexskruvarna för att säkra drivremmen i extruderremsklämman.När ramens montering är klar, använd M3-skruvar för att montera Arduino i den akryliska delen sju elektroniska svepning och sätter in en RAMPS-bräda ovanpå Arduino-brädan med USB-kontakten riktad mot bakpanelen i akryldel sex. Montera dc-strömförsörjningsuttaget i den akryliska delen sex ryggpanel och fixera kontakten till strömförsörjningen. Sedan, med hjälp av ett kopplingsschema och etiketter för att undvika att installera anslutningarna på ett omvänt sätt, anslut motorstyrarna, stegmotorer, slutstopp, värmare och termoelement, till sina respektive stift.Linjetestning innebär att använda en serie rörelsekommandon, så kallade G-kod, för att skriva ut en glödtråd fram och tillbaka på byggplattan i ett grundmönster för att utvärdera enskilda glödtrådsegenskaper, såsom tjocklek eller konsistens. Utskriftsparametrarna som används för radtesterna ingår i tabellen. För att skapa komplexa 3D-objekt måste objektet som ska skrivas ut matas in i en standard tesselation språkfil i Repetier och skivas i 3D utskrivbara G-kod.Parametrarna för utskrift av 3D-objekten ingår i tabellen. För att bestämma dimensionell noggrannhet av den additiv tillverkning smält extrudering skrivare som används för dessa experiment i X, Y och Z riktningar när du skriver ut en halvfast material, en centimeter med en centimeter med en centimeter kuben var tryckt. Kuben var då 3D skannas och dimensionellt jämfört med den ursprungliga kuben datorstödd utarbetande data.Den ursprungliga modellen och 3D-skanning jämfördes sedan med hjälp av open source Cloud Compare mjukvaruprogram. Innan du ansluter systemet eller slår på strömförsörjningen, se till att ledningarna har gjorts på rätt sätt och att det har kontrollerats av en kvalificerad tekniker. ADDME är en öppen källkod och anpassningsbar plattform för att studera smältextruderingsprocessen med tillämpningar inom livsmedel och spärrning av 3D-utskrift.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Låg kostnad Cryo-ljusmikroskopi Stage Fabrication för korrelerade ljus / elektronmikroskopi

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

Snabb och billig Prototyping för medicintekniska produkter Använda 3D Tryckt Formar för 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 av brosk och hud vävnad analoger utnyttja en roman passiv enhet blandningsteknik för 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

Utveckling av en elektrokemisk DNA Biosensor att upptäcka livsmedelsburna patogener

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

Applikationer för öppen källkod Microplate-kompatibla belysnings 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

Pankreasvävnad-härledda extracellulära matrix Bioink för utskrift 3D cell-lastat Pankreasvävnad konstruktioner

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 öppen källkodsteknikplattform för tillverkning av hydrogelbaserade 3D-kulturmodeller på ett automatiserat och standardiserat sätt

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

Lågkostnads, volymstyrd mätsticks urinanalys för hemtestning

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

Verktygslåda med öppen källkod: Benchtop Kolfibermikroelektrodmatris för nervinspelning

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