Jump to content

Open-source metal 3-D printer/ar

From Appropedia
300px-Sparks1.jpg
15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngبيانات المشروع
المؤلفونجيرالد سي. أنزالون
تشين لونج، تشانغ
باس وينين،
بول جي. ساندرز،
جوشوا إم. بيرس
موقعميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية
حالة مصمم
نموذجية
نموذج أولي
تم التحقق
تم التحقق من قبلمعظم
يكلف1,194.13 دولارًا أمريكيًا
بيان OKHتحميل
15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngبيانات النشر
يكتبورق
عنوانطابعة معدنية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر
سنة2013
لغةإنجليزي
صوتيلا
ملف بي دي إفلا
زيملا

استشهد بـ Gerald C. Anzalone وChenlong Zhang وBas Wijnen وPaul G. Sanders وJoshua M. Pearce، " طباعة المعادن ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة " IEEE Access ، 1، ص 803-810، (2013).

doi: 10.1109/ACCESS.2013.2293018 طبعة أولية مفتوحة المصدر

"Paper" is not in the list (Book, Course, Encyclopedia, Project documentation, Research, Guide) of allowed values for the "Publication type" property.

15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngبيانات الجهاز
ترخيص الأجهزةسيرن-OHL-S
الشهاداتابدأ في الحصول على شهادة OSHWA

لقد مكّن التقدم التقني في مجتمع النماذج الأولية السريعة ذاتية التكرار مفتوحة المصدر ( RepRap ) من التوسع السريع لشكل موزع من التصنيع الإضافي باستخدام مواد قائمة على البوليمر. ومع ذلك، فإن عدم وجود بديل معدني مفتوح المصدر، وارتفاع تكاليف رأس المال وبطء إنتاج الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد التجارية، حدّ بشدة من انتشارها. تقتصر تطبيقات الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد التجارية على النماذج الأولية السريعة والمنتجات النهائية باهظة الثمن. وهذا يحدّ بشدة من وصول هذه التكنولوجيا إلى الشركات الصغيرة والمتوسطة، والعالم النامي، وللاستخدام في المختبرات. يتناول هذا البحث تطوير طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر بسعر أقل من 2000 دولار. يتم التحكم في طابعة المعادن ثلاثية الأبعاد باستخدام متحكم دقيق مفتوح المصدر، وهي مزيج من آلة لحام غاز-معدن تجارية منخفضة التكلفة، وآلة لحام دلتابوت RepRap من روستوك. يتم توفير قائمة المواد، ومخططات التصميم الكهربائي والميكانيكي، وإجراءات البناء والتشغيل الأساسية. أُجري تحليل فني أولي لخصائص الطابعة ثلاثية الأبعاد والمنتجات الفولاذية الناتجة. وناقشت نتائج طباعة الأجزاء المعدنية الوظيفية المُخصصة، واستُخلصت استنتاجات حول إمكانات هذه التقنية والأعمال المستقبلية اللازمة لتوزيعها على نطاق واسع.

للحصول على أحدث طابعة RepRap ثلاثية الأبعاد المصنوعة من المعدن، راجع هذا

برنامج جديد: تحسينات في عملية التقطيع والطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن مفتوحة المصدر القائمة على تقنية GMAW

mqdefault.jpgYouTube_icon.svg

قائمة المواد

غرضرقمالتكلفة (بالدولار الأمريكي)مصدر
جميع الأجزاء المطبوعة البالغ عددها 12 قطعة بسعر 40 دولارًا للكيلوغرام12.00 دولارًاممثل محلي
جميع أدوات التثبيت2.00 دولارhttp://www.mcmaster.com/
صامولة M390
برغي M3x10 مم12
برغي M3x12 مم48
برغي M3x20 مم12
برغي ضبط M3x8mm6
غسالة M3102
M8nut6
برغي M8set3
عزل سيراميك 152 مم × 152 مم14.00 دولار
قضبان ومحامل وروابطhttp://www.amazon.com/
قضيب أملس 300 مم × 8 مم625.00 دولارًا
قضيب من ألياف الكربون مقاس 304.8 مم66.00 دولارًا
محامل 608zz62.40 دولارًا
محامل LM8UU66.00 دولارًا
روابط سلكية صغيرة30.50 دولارًا
نهاية قضيب التعادل248.00 دولارًا
حزام T5 مقاس 600 مم35.90 دولارًاhttp://www.polytechdesign.com/
لوح ألومنيوم 241 مم × 51 مم × 4 مم3114.00 دولارًاورشة الآلات المحلية
محرك متدرج NEMA17 (1.8 درجة، عزم دوران 5.5 كجم-سم، سلك 750 مم)339.00 دولارًاhttp://www.kysanelectronics.com/
مفتاح الحد الميكانيكي33.33 دولارًاhttp://www.digikey.com/
لوحة متحكم ميلزي1120.00 دولارًاhttp://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
آلة لحام MIG ذات الضبط التلقائي Millermatic 140 مع عربة1836.00 دولارًاhttp://www.millerwelds.com/
مزود الطاقة18.00 دولارًا(معاد تدويرها)/الإنترنت
الأسلاك12.00 دولار(معاد تدويرها)/الإنترنت
المجموع1,194.13 دولارًا

الأجزاء المطبوعة

300px-Metalp.png

اطبع ملفات STL هذه على أي نوع من برامج RepRap . الأجزاء الحمراء في الصورة على اليمين هي الأجزاء المطبوعة. استخدم SCAD إذا احتجت إليه.

البناء

ملاحظة إلى صناع القرار

إذا سبق لك تصميم طابعة RepRap، فسيكون هذا سهلاً - إذا لم تكن على دراية بطابعات RepRaps أو Deltabots مثل Rostock - تتوفر تعليمات بناء أكثر تفصيلاً في صفحة بناء طابعة MOST Prusa RepRap ونظرة عامة على بناء Delta:MOST . ستوضح هذه الروابط كيفية، على سبيل المثال، جديلة الأسلاك أو تهيئة متحكم Melzi/Arduino. مع ذلك، لا يقتصر هذا المفهوم على هذا التصميم تحديدًا، ومن المفترض أن يعمل مع معظم طابعات RepRap - ما عليك سوى تجهيزها بطبقة مقاومة للحريق وآلة لحام خاصة بك... بالتوفيق! إذا نجحت، يُرجى مراسلتنا.

التحضير الأولي

  1. قم بإعداد جميع المواد المدرجة في قائمة المواد
  2. طباعة جميع المكونات البلاستيكية على جهاز RepRap
  3. قم بتوسيع فتحات البراغي M3 في كل جزء بلاستيكي ونظف مصائد الصواميل بسكين حاد، واجعلها مناسبة لجميع براغي وصواميل M3

بناء عمود واحد

300px-Metalp-bottom-in.JPG
تفاصيل الجزء السفلي من الداخل، توضح موضع مفتاح الحد
300px-Metalp-bottom-out.JPG
تفاصيل الجزء السفلي الخارجي
300px-Metalp-top.JPG
تفاصيل الجزء العلوي
  1. ثبت المحرك والقاعدة البلاستيكية باستخدام براغي M3 × 10 مم مع غسالات. أدخل صامولتين M3 في مصائد صواميل براغي التثبيت في البكرة، ثم أدخل برغيي تثبيت M3 × 8 مم بشكل غير محكم في البكرة. ادفع البكرة عبر قضبان المحرك، ثم ثبت جميع البراغي.
  2. ثبّت مفتاح الحدّ على حامله على القاعدة البلاستيكية باستخدام براغي M2 × 10 مم. أضف بعض الإيبوكسي للتأكد من ثبات المفتاح. تأكد من أن برغي العربة مُثبّت على ذراع المفتاح. اضبط هذا البرغي لضبط موضع تشابك العربة مع مفتاح الحدّ.
  3. استخدم المثقاب أو السكين لتنظيف فتحات القضبان، ثم أدخل قضيبين ناعمين متوازيين مقاس 300 مم في الفتحات الموجودة في القاعدة البلاستيكية، ثم استخدم برغيًا M3 X 12 مم مع غسالات لتثبيت جميع القضبان لتثبيت كلا القضيبين.
  4. اغمس محامل LM8UU في الزيت للتزييت، ثم أدخل محملين LM8UU في فتحات المكوك البلاستيكي، وأحكم ربط كل محمل بربطتين سلكيتين صغيرتين. حرّك محامل LM8UU مع المكوك البلاستيكي على كل قضيب.
  5. ثبّت الطرف العلوي للقضيبين المتوازيين في البلاستيك العلوي باستخدام براغي M3 × 12 مم مع غسالات. استخدم برغي التثبيت M8 وصامولة M8 لتثبيت محملي 608zz في الفتحات المركزية في البلاستيك العلوي.
  6. مرر أحد طرفي سير T5 عبر أحد طرفي نهاية السير، ثم اسحب طرفه عبر الطرف الآخر. لف طرف السير حول البكرة. لف الطرف الآخر حول محامل 608zz. ثبّت طرفًا واحدًا على المكوك البلاستيكي مع محامل LM8UU باستخدام برغي M3 × 10 مم مع غسالة. ثبّت أطراف النهاية بإحكام باستخدام رباط سلكي صغير.

3X

هذا ينهي بناء العمود الفردي. يجب بناء 3 أعمدة بالتوازي. يتم تثبيت صفائح الألومنيوم مقاس 241 مم × 51 مم على كل من البلاستيك السفلي والعلوي لجعل الإطار على شكل منشور مثلث .

بناء المنصة

  1. ثبّت أطراف سلك الربط بقضبان ألياف الكربون بالإيبوكسي من كلا الطرفين. يُستخدم طقم براغي وصامولة M3 × 12 مم لتثبيت أطراف سلك الربط بالمكوكات البلاستيكية. ويُثبّت الطرف الآخر بحامل المنصة البلاستيكي.
  2. تأكد من أن مسامير M3 مثبتة بشكل فضفاض من خلال الفتحة الموجودة في نهايات سلك الربط بحيث يسمح لكل ذراع من ألياف الكربون بالتحرك في جميع الاتجاهات بحرية.
  3. يتم تثبيت 3 مسامير بطول 5 سم في حامل المنصة البلاستيكية لدعم الصينية الخزفية مقاس 152 مم × 152 مم.

الإلكترونيات

300px-Most-metal-e.jpg
الشكل 2 مخطط الأسلاك
  • لمخطط الأسلاك انظر الشكل 2
  • يتم توصيل المحركات الخطوية ومفاتيح الحد إلى المحطات المقابلة على لوحة متحكم الدقيقة، والتي يتم توصيلها بجهاز كمبيوتر Linux باستخدام كابل USB.
  • يتم تشغيل اللوحة باستخدام مصدر طاقة كمبيوتر معاد تدويره.
  • للتحكم في آلة اللحام، نستخدم أحد هذه المرحلات المتصلة بدبابيس الإدخال/الإخراج والطاقة المساعدة في RAMPS. يؤدي تغيير حالة الدبابيس المتصلة باللوحة إلى تغيير حالة المرحل المُخصص للدبوس المُفعّل. بعد ذلك، تُوصَل نقاط تلامس المرحل بالتوازي مع مفتاح التشغيل في مقبض مسدس اللحام. يؤدي تحريك زناد المقبض أو المرحل إلى تشغيل آلة اللحام. بهذه الطريقة، يُمكن استخدام آلة اللحام كالمعتاد عند عدم توصيلها بالطابعة.

السلامة

  • تعتمد معدات السلامة على بروتوكولات السلامة القياسية الخاصة بلحام MIG

منطقة العمل

  • استخدم الطابعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على سطح مستوٍ معزول عن الماء والمواد القابلة للاشتعال.
  • تأكد من أن لديك تأريضًا مناسبًا باستخدام اتصال معدني على معدن بالركيزة الخاصة بك.
  • تأكد من تثبيت أسطوانة الغاز الخاصة بك على دعامة أو عربة عمودية في جميع الأوقات واستخدم خراطيم الغاز المخصصة للحام فقط.
  • تخلص من الفوضى في منطقة العمل، لأن الشرر سينتشر في كل مكان. قلل عدد الكابلات تحت أقدامك لتجنب التعثر.
  • افحص الخراطيم بانتظام بحثًا عن أي تسريبات أو تآكل أو توصيلات مفكوكة، واستبدل الخطوط التالفة. رشّها بمزيج من الماء والصابون. ستُظهر الفقاعات وجود تسريبات.
  • تأكد من تهوية منطقة العمل جيدًا. أبخرة اللحام خطرة. في مرآب المنزل، اترك بابًا أو نافذة مفتوحًا وشغّل مروحة صندوقية لشفط الأبخرة من منطقة تنفسك. كما استخدمنا أقنعة.

معدات السلامة

  • ارتدِ نظارات السلامة في جميع الأوقات أثناء وجودك في المختبر.
  • عند الطباعة و/أو النظر إلى الطابعة أثناء الطباعة، ارتدِ قناع لحام/خوذة لحام (مع تعتيم تلقائي أو غطاء قابل للانعكاس، مع شهادة ANSI سارية المفعول) أو انظر إليها باستخدام كاميرا ويب. لا تراقب الطابعة بعينين غير محميتين!
  • استخدم كماشة لالتقاط الركيزة بعد الطباعة أو قفازات جلدية سميكة
  • ارتدِ دائمًا معطفًا مختبريًا مقاومًا للهب وقفازات جلدية شديدة التحمل عند التعامل مع الأجزاء المطبوعة
  • ارتدِ أحذية جلدية - أحذية عالية الساق (الأحذية ذات الأصابع الفولاذية تعتبر ميزة إضافية).

تُعرّضك الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن للّحام لفترات أطول من المعتاد في عمليات اللحام الاعتيادية. لذا، احرص على تغطية بشرتك بالكامل بطبقة واقية لتجنب "حروق الشمس".

عملية

يتم التحكم في المنصة كطابعة ثلاثية الأبعاد RepRap Delta عادية. للحصول على فكرة عامة عن التسمية، جرّب هذا . نزّل برنامج Repetier الثابت وبرنامج المضيف ، واستخدم Arduino لتحميل البرنامج الثابت إلى المنصة، ثم ثبّت Cura على المضيف. يعمل هذا على أي نوع من أجهزة الكمبيوتر، ولكننا نوصي باستخدام Debian المجاني والمفتوح المصدر . يمكن إنشاء النماذج وتعديلها باستخدام أي محرر ثلاثي الأبعاد، مثل OpenSCAD أو Blender أو تطبيق CAD مثل FreeCAD (للحصول على قائمة أكثر تفصيلاً لبرامج CAD المجانية مفتوحة المصدر، انتقل إلى هنا . يجب تصدير النموذج كملف STL. يتم تحميله إلى Cura وتقطيعه إلى مسار أداة. قد يستغرق الأمر بضع محاولات للحصول على جميع الإعدادات بشكل صحيح. يتم حفظ GCode على القرص وفتحه باستخدام Repetier Host، والذي يرسله إلى المرحلة. عندما تصل المنصة إلى مسدس اللحام، قم بتشغيل اللحام عن طريق توصيل الكابل المؤدي إلى المفتاح (الذي يجب الضغط عليه برباط سلكي). أثناء الطباعة، انتبه إلى المسافة بين المسدس والكائن. يجب أن يبدأ هذا بحوالي 7 مم ويظل كما هو. إذا زادت، فقم إما بتقليل ارتفاع الطبقة أو إبطاء الحركة (يمكن القيام بذلك أثناء الطباعة باستخدام Repetier Host). إذا انخفضت، فافعل العكس.

الميزات التجريبية

في حين أن الإعداد بأكمله لا يزال تجريبيًا إلى حد كبير، إلا أن بعض الأجزاء أكثر تجريبية من غيرها. تُدرج هنا بعض الميزات التي يتم اختبارها بمستويات نجاح متفاوتة. سيحاول Cura ضبط "عرض خط" الخيط المترسب بتغيير معدل تغذيته. حاليًا، لا يدعم جهاز اللحام هذا التعديل، لذا تحصل بعض الأجزاء على مادة أكثر مما ينبغي، بينما تحصل أجزاء أخرى على كمية أقل. لحل هذه المشكلة، طُوّر ملحق إضافي لجهاز Cura يُحوّل تغييرات معدل التغذية هذه إلى تغييرات في سرعة الفوهة. يمكن العثور على الملحق الإضافي مع ملف scad على github . يدعم هذا الملحق أيضًا إضافة أوامر مخصصة عند بدء أو انتهاء الحركة. يمكن استخدام هذا لتنشيط مُرحّل لتبديل طاقة جهاز اللحام.

انظر أيضًا

mqdefault.jpgYouTube_icon.svg

مناقشات مفيدة

وسائل الإعلام

وسائل الإعلام الأمريكية

وسائل الإعلام الدولية

بريطانيا

كندا

الصين

الدنمارك

فرنسا

ألمانيا

الهند

إيطاليا

  • الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن، والمصادر المفتوحة والفول السوداني - تومز هاردوير

اليابان

ليتوانيا

ماليزيا

النرويج

بولندا

رومانيا

روسيا

إسبانيا

15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngبيانات الصفحة
الكلمات الرئيسيةosat ، بصريات مفتوحة المصدر ، طباعة ثلاثية الأبعاد ، أجهزة مفتوحة المصدر ، طابعة ثلاثية الأبعاد معدنية ، طابعة ثلاثية الأبعاد ، طباعة ثلاثية الأبعاد معدنية
أهداف التنمية المستدامةالهدف 9 من أهداف التنمية المستدامة: الابتكار الصناعي والبنية التحتية
المؤلفونجوشوا م. بيرس
رخصةCC-BY-SA-3.0
المنظماتمعظم ، MTU
لغةالإنجليزية (en)
الترجماتالبرتغالية ، الفارسية ، الفرنسية ، الإندونيسية ، الأوكرانية ، الإيطالية ، الروسية ، التركية ، الإسبانية ، الصينية
متعلق ب12 صفحة فرعية ، 207 صفحة رابط هنا
أسماء مستعارةطابعة معدنية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر ، طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر ، طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر
تأثير129,178 مشاهدة للصفحة ( المزيد )
مخلوق22 نوفمبر 2013 بقلم جوشوا م. بيرس
آخر تعديل6 مارس 2025 بقلم فيليبي شينوني
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.