Open-source metal 3-D printer/fr
Technical progress in the open-source self replicating rapid prototyper (RepRap) community has enabled a distributed form of additive manufacturing to expand rapidly using polymer-based materials. However, the lack of an open-source metal alternative and the high capital costs and slow throughput of proprietary commercialized metal 3-D printers has severely restricted their deployment. The applications of commercialized metal 3-D printers are limited to only rapid prototyping and expensive finished products. This severely restricts the access of the technology for small and medium enterprises, the developing world and for use in laboratories. This paper reports on the development of a <$2000 open-source metal 3-D printer. The metal 3-D printer is controlled with an open-source micro-controller and is a combination of a low-cost commercial gas-metal MIG welder and a derivative of the Rostock, a deltabot RepRap. The bill of materials, electrical and mechanical design schematics, and basic construction and operating procedures are provided. A preliminary technical analysis of the properties of the 3-D printer and the resultant steel products are performed. The results of printing customized functional metal parts are discussed and conclusions are drawn about the potential for the technology and the future work necessary for the mass distribution of this technology.
For the latest MOST metal RepRap 3D printer see this
New software: Slicer and process improvements for open-source GMAW-based metal 3-D printing
Bill of Materials
| Article | Nombre | Coût (USD) | Source |
|---|---|---|---|
| Les 12 pièces imprimées à 40 $/kg | 12,00 $ | RepRap local | |
| Toutes les fixations | 2,00 $ | http://www.mcmaster.com/ | |
| écrou M3 | 90 | ||
| vis M3x10 mm | 12 | ||
| vis M3x12mm | 48 | ||
| vis M3x20mm | 12 | ||
| Vis sans tête M3x8mm | 6 | ||
| Rondelle M3 | 102 | ||
| écrou M8 | 6 | ||
| vis sans tête M8 | 3 | ||
| Isolation céramique 152 mm x 152 mm | 1 | 4,00 $ | |
| Tiges, roulements et tirants | http://www.amazon.com/ | ||
| Tige lisse de 300 mm x 8 mm | 6 | 25,00 $ | |
| Tige en fibre de carbone de 304,8 mm | 6 | 6,00 $ | |
| roulements 608zz | 6 | 2,40 $ | |
| Roulements LM8UU | 6 | 6,00 $ | |
| Petits serre-fils | 3 | 0,50 $ | |
| Embout de biellette de direction | 24 | 8,00 $ | |
| Courroie T5 de 600 mm | 3 | 5,90 $ | http://www.polytechdesign.com/ |
| Plaque d'aluminium de 241 mm x 51 mm x 4 mm | 3 | 114,00 $ | Atelier d'usinage local |
| Moteur pas à pas NEMA17 (1,8 degrés, couple de maintien de 5,5 kg-cm, câble de 750 mm) | 3 | 39,00 $ | http://www.kysanelectronics.com/ |
| Interrupteur de fin de course mécanique | 3 | 3,33 $ | http://www.digikey.com/ |
| Carte microcontrôleur Melzi | 1 | 120,00 $ | http://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/ |
| Poste à souder MIG Millermatic 140 à réglage automatique avec chariot | 1 | 836,00 $ | http://www.millerwelds.com/ |
| Alimentation électrique | 1 | 8,00 $ | (Recyclé)/Internet |
| fils | 1 | 2,00 $ | (Recyclé)/Internet |
| Total | 1 194,13 $ |
Pièces imprimées
Imprimez ces fichiers STL sur n'importe quel modèle de RepRap . Les parties rouges sur l'image de droite sont les parties imprimées. Utilisez le SCAD si nécessaire.
- Fichier 3X : End motor.stl
- Fichier 3X : End idler.stl
- Fichier 3X : Terminateurs de ceinture.stl
- Fichier 3X : Poulie MOST 12 dents.stl
- Fichier:Effector.stl
- Fichier:Carriage.stl
- Fichier:Adaptateur de lit.stl
Construction
Note aux créateurs
Si vous avez déjà fabriqué une RepRap, ce sera facile. Si vous n'êtes pas familier avec les RepRap ou les Deltabots comme la Rostock, des instructions de montage plus détaillées sont disponibles sur la page de construction de la Prusa RepRap de MOST et sur la présentation de la construction Delta : MOST . Ces liens vous expliqueront, par exemple, comment tresser les fils ou configurer le microcontrôleur Melzi/Arduino. Ce concept ne se limite toutefois pas à cette conception spécifique et devrait bien sûr fonctionner avec la plupart des imprimantes RepRap : il vous suffit d'une protection ignifuge et de votre propre poste à souder… Bonne chance ! Si vous y parvenez, n'hésitez pas à nous contacter.
Préparation initiale
- Préparez tous les matériaux répertoriés dans la nomenclature
- Imprimez tous les composants en plastique sur un RepRap
- Alésez les trous de vis M3 dans chaque pièce en plastique et nettoyez les pièges à écrous avec un couteau bien aiguisé, adaptez-le à toutes les vis et écrous M3
Construction à pilier unique
- Fixez le moteur et le socle en plastique avec des vis M3 x 10 mm et des rondelles. Insérez deux écrous M3 dans les logements des vis de pression de la poulie, puis insérez sans serrer deux vis de pression M3 x 8 mm dans la poulie. Poussez la poulie à travers les tiges du moteur et serrez toutes les vis.
- Fixez l'interrupteur de fin de course à son support sur la base en plastique à l'aide de vis M2 x 10 mm. Appliquez de la colle époxy pour garantir son immobilité. Assurez-vous que la vis du chariot s'engage dans le bras de l'interrupteur. Ajustez cette vis pour définir la position d'engagement du chariot avec l'interrupteur de fin de course.
- Utilisez une perceuse ou un couteau pour nettoyer les ouvertures des tiges, insérez 2 tiges lisses parallèles de 300 mm dans les trous de la base en plastique, utilisez une vis M3 X 12 mm avec des rondelles pour fixer toutes les tiges afin d'immobiliser les deux tiges.
- Plongez les roulements LM8UU dans l'huile pour les lubrifier, insérez deux roulements LM8UU dans les fentes de la navette en plastique et serrez fermement chaque roulement avec deux petits serre-câbles. Glissez les roulements LM8UU et les navettes en plastique sur chaque tige.
- Fixez l'extrémité supérieure des tiges parallèles dans le plastique supérieur à l'aide de vis M3 x 12 mm avec rondelles. Utilisez la vis sans tête M8 et l'écrou M8 pour fixer deux roulements 608zz dans les trous centraux du plastique supérieur.
- Passez une extrémité de la courroie T5 autour d'une terminaison et tirez l'extrémité de la courroie à travers l'autre terminaison. Enroulez l'extrémité de la courroie autour de la poulie. Enroulez l'autre extrémité autour des roulements 608zz. Fixez une terminaison à la navette en plastique avec roulements LM8UU à l'aide d'une vis M3 x 10 mm avec rondelle. Fixez fermement les terminaisons avec un petit serre-câble.
3X
Ceci termine la construction d'un seul pilier. 3 piliers doivent être construits en parallèle. Des plaques d'aluminium de 241 mm X 51 mm sont fixées aux plastiques inférieur et supérieur pour donner au cadre une forme de prisme triangulaire .
Construction de la plateforme
- Fixez les extrémités du fil de liaison aux tiges en fibre de carbone à l'époxy. Un jeu de vis et d'écrous M3 x 12 mm est utilisé pour fixer les extrémités du fil de liaison aux navettes en plastique. L'autre extrémité est fixée au support de platine en plastique.
- Assurez-vous que les vis M3 sont vissées sans serrer dans le trou des extrémités du fil de liaison afin de permettre à chaque bras en fibre de carbone de se déplacer librement dans toutes les directions.
- 3 clous de 5 cm de long sont vissés dans le support de plate-forme en plastique pour soutenir le plateau en céramique de 152 mm x 152 mm.
Électronique
- Pour le schéma de câblage, voir la Fig. 2
- Les moteurs pas à pas et les interrupteurs de fin de course sont câblés aux bornes correspondantes sur la carte du microcontrôleur, qui est connectée à l'ordinateur Linux avec un câble USB.
- La carte est alimentée par une alimentation informatique recyclée.
- Pour contrôler la soudeuse, nous utilisons un de ces relais , connecté aux broches d'entrée/sortie auxiliaire et d'alimentation de la carte RAMPS. Changer l'état des broches auxquelles la carte est connectée modifie l'état du relais associé à la broche activée. Les contacts du relais sont ensuite câblés en parallèle avec la gâchette située sur la poignée du pistolet de soudage. L'actionnement de la gâchette ou du relais active la soudeuse. Ainsi, la soudeuse peut continuer à être utilisée normalement, même sans être connectée à l'imprimante.
Sécurité
- L'équipement de sécurité est basé sur les protocoles de sécurité standard du soudage MIG
Zone de travail
- Utilisez votre imprimante 3D métal sur une surface plane isolée de l’eau et des matériaux inflammables.
- Vérifiez que vous disposez d’une mise à la terre adéquate avec une connexion métal sur métal à votre substrat.
- Assurez-vous que votre bouteille de gaz est fixée à un support vertical ou à un chariot à tout moment et utilisez uniquement des tuyaux de gaz conçus pour le soudage.
- Éliminez l'encombrement de votre espace de travail, car vous risquez de provoquer des étincelles partout. Réduisez le nombre de câbles sous vos pieds pour éviter les trébuchements.
- Inspectez régulièrement les tuyaux pour détecter les fuites, l'usure et les raccords desserrés, et remplacez les conduites défectueuses. Vaporisez un mélange d'eau et de savon. Des bulles indiqueront les fuites.
- Assurez une ventilation adéquate de la zone de travail. Les fumées de soudage sont dangereuses. Dans un garage, laissez une porte ou une fenêtre ouverte et faites fonctionner un ventilateur pour évacuer les fumées de votre zone de respiration. Nous avons également utilisé des masques.
Équipement de sécurité
- Portez des lunettes de sécurité en tout temps lorsque vous êtes dans le laboratoire.
- Lorsque vous imprimez ou regardez l'imprimante pendant l'impression, portez un masque de soudeur (à obscurcissement automatique ou à occultation réversible, certifié ANSI) ou utilisez une webcam. Ne regardez pas l'imprimante sans protection oculaire !
- Utilisez des pinces pour ramasser le substrat après l'impression ou des gants en cuir épais
- Portez toujours une blouse de laboratoire ignifuge et des gants en cuir résistants lorsque vous manipulez les pièces imprimées.
- Portez des chaussures en cuir, montantes (les embouts en acier sont un plus).
L'impression 3D métal vous expose à des soudures plus longues que la soudure classique. Il est donc important de bien couvrir toute votre peau pour éviter les coups de soleil.
Opération
La platine se contrôle comme une imprimante 3D RepRap Delta classique. Pour une introduction à la nomenclature, essayez ceci : téléchargez le firmware Repetier et le logiciel hôte , utilisez Arduino pour transférer le firmware sur la platine et configurez Cura sur l'hôte. Cela fonctionne sur tout type d'ordinateur, mais nous recommandons Debian, une plateforme libre et open source . Les modèles peuvent être créés et modifiés avec n'importe quel éditeur 3D, tel qu'OpenSCAD , Blender ou une application de CAO comme FreeCAD (pour une liste plus détaillée des logiciels de CAO open source gratuits, cliquez ici) . Le modèle doit être exporté au format STL. Celui-ci est chargé dans Cura et découpé en un parcours d'outil. Plusieurs essais peuvent être nécessaires pour obtenir tous les paramètres corrects. Le GCode est enregistré sur le disque et ouvert avec Repetier Host, qui l'envoie à la plateforme. Lorsque la plateforme atteint le pistolet de soudage, allumez le poste à souder en branchant le câble menant à l'interrupteur (qui doit être maintenu enfoncé avec un serre-câble). Pendant l'impression, faites attention à la distance entre le pistolet et l'objet. Elle doit commencer à environ 7 mm et rester la même. Si elle augmente, diminuez la hauteur de couche ou ralentissez le mouvement (cela peut être fait pendant l'impression avec Repetier Host). Si elle diminue, faites l'inverse.
Fonctionnalités expérimentales
Bien que la configuration soit encore très expérimentale, certaines pièces le sont plus que d'autres. Certaines fonctionnalités sont répertoriées ici et sont testées avec plus ou moins de succès. Cura tente d'ajuster la largeur de ligne du filament déposé en modifiant sa vitesse d'avance. Actuellement, la soudeuse ne prend pas en charge ce réglage, de sorte que certaines pièces reçoivent plus de matière que prévu, tandis que d'autres en reçoivent moins. Pour résoudre ce problème, un plugin pour Cura a été développé. Il convertit ces changements de vitesse d'avance en changements de vitesse de buse. Ce plugin est disponible avec le fichier scad sur GitHub . Il permet également d'ajouter des commandes personnalisées en fin ou en début de course. Cela peut servir à activer un relais pour allumer la soudeuse.
Voir aussi
- Analyseur d'arc open source : surveillance multicapteurs de la fabrication additive par arc électrique
- Mécanismes de libération du substrat pour l'impression 3D d'aluminium par soudage à l'arc sous gaz métal - comment retirer votre impression du substrat avec un marteau
- Moniteur de tension et de courant open source à faible coût pour l'impression 3D de soudures à l'arc sous gaz métal
- Optimisation des paramètres d'impression par essaim de particules pour l'impression 3D métal open source basée sur TIG
- Développement d'un alliage aluminium-silicium hypoeutectique pour l'impression 3D par soudage GMAW à l'aide de pièces moulées en coin
- Laboratoire Open Source
- Impression 3D open source d'OSAT
- Analyse économique du cycle de vie de la fabrication distribuée avec des imprimantes 3D open source
- Impacts environnementaux de la fabrication distribuée à partir de l'impression 3D de composants et de produits polymères
- Construire des équipements de recherche avec du matériel gratuit et open source
- Université de technologie de Delft - MIG+ Prusa I3
- Weld 3D - 1er spin-off commercial
- voir la littérature sur la « fabrication additive à arc filaire » (WAAM)
- Mini Metal Maker - Imprimante 3D conçue spécifiquement pour l'argile métallique qui est ensuite cuite - Instructions de construction à 25 $ donc quasi open source
- Code ouvert pour imprimante 3-D pour métaux
- Applications de l'impression 3D métal open source basée sur le procédé GMAW
- Imprimante 3D métal open source MOST v2
- Plugin Slicer pour l'impression 3D de métal
- Formation in situ de mécanismes de libération de substrat pour l'impression 3D de métaux soudés à l'arc sous gaz
- Moniteur de tension et de courant open source à faible coût pour l'impression 3D de soudures à l'arc sous gaz métal
- Surveillance et contrôle intégrés de la tension et du courant de l'imprimante 3D open source à rotule magnétique pour soudage à l'arc sous gaz métal
- Nettoyage des substrats en aluminium pour l'impression 3D : MOST
- Utilisation d'un delta inverse pour l'impression à la cire pour la coulée de métal
Discussions utiles
- Forum de discussion RepRap
- Discussion sur Thingiverse
- Discussion sur Reddit
- Discussion sur les hacks du jour
- Discussion sur Rastall G+
- La discussion sur le registre
- Discussion sur Slashdot
- Groupes Google sur les conseils, astuces et avis sur les imprimantes 3D
Médias
Médias américains
- Des scientifiques construisent une imprimante 3D métal open source et économique - Michigan Tech News, Phys.org , Science Daily , Science Codex , The Cherry Creek News , Planet Infowars , Business Standard , GentedeHoy (espagnol) , ItechPost , Reddit , CBS Detroit , Bubblenews , Lab Manager, 3ders , Hexus
- Une vis desserrée ? Une imprimante 3D pourrait bientôt vous en fabriquer une nouvelle - NBC News
- Impression métallique : des ingénieurs créent une imprimante 3D à souder DIY pour moins de 1 500 $ - International Business Times
- Des scientifiques de Michigan Tech construisent une imprimante 3D métal DIY à 1 500 $ - Gigaomm , CNN Money, ARS Mobilitas
- Une imprimante 3D métal open source et économique pourrait révolutionner la technologie - International Science Times
- Nouvelle imprimante 3D métal open source et abordable - Live Science, Yahoo News , Scientific American
- Vive l'imprimante 3D métal de bureau DIY - DVice
- Vous pouvez désormais imprimer en 3D avec du métal à la maison - Motherboard
- Testez votre métal - Newsweek, Newsweek.com
- Une imprimante 3D à souder à Rostock ? - Hack-a-Day
- Michigan Tech lance une imprimante 3D métal open source à moins de 2 000 $ - Industrie de l'impression 3D
- Une méthode économique pour imprimer des pièces métalliques - The New York Times
- RT ACM (Association pour les machines informatiques) , Treehugger , 3D Printer World , Engineering.com , Gadgets geek , Gizmodo , Dragons Tales , The Examiner , Carrière dans les TIC , Zone VR , Gizmag , Computer Weekly , Portail ITPro , Consett Magazine , Shift Frequency
- Protocole d'accord avec Sigma Labs : Market Watch, Sacramento Bee , MSN Money , Wall Street Journal , Yahoo Finance, Business Week , ABC 27 , Industrie de l'impression 3D , 3Ders , Technorati , Design News
- Top 5 des applications d'impression 3D de 2013 selon Mike Molitch-Hou, rédacteur 3DPI - Industrie de l'impression 3D
- 10 des projets matériels open source les plus incroyables nés en 2013 - Open Electronics
- Impression 3D de pointe avec Metal Manufacturing.net
- Révolution de l'impression, nouvelles technologies d'impression 3D - The Rundown Live
- L'imprimante 3D métal à forme libre est un 3Doodler sous stéroïdes - Industrie de l'impression 3D
- Grâce et impression 3D métal robotisée – MX3D-METAL de Joris Laarman - 3D Printer World
- La recherche de Michigan Tech à la pointe de la technologie - UP Second Wave
- 8 projets open source incroyables à suivre ! - Electronics For You Times
- Technologie révolutionnaire : Pendez les banquiers
- Impression métal grand public – S1 d'Aurora Labs - 3D Printer World
- Impression sur métal avec un poste à souder MIG - Hack-A-Day
- Des étudiants néerlandais construisent une imprimante 3D métal DIY à l'aide d'une imprimante Prusa i3 et d'un poste à souder MIG - 3Ders, des étudiants combinent une imprimante Prusa i3 avec un poste à souder MIG pour créer une imprimante 3D métal abordable - Impression 3D
- Des étudiants néerlandais construisent une imprimante 3D métal DIY à l'aide d'une imprimante Prusa i3 et d'un poste à souder MIG #3DPMetal - Adafruit
- Je suis l'homme en aluminium - Car and Driver 2017
Médias internationaux
Grande-Bretagne
- Impression 3D métal et six changements clés de la « seconde révolution industrielle » - The Guardian
- The Register , The Telegraph , The Independent , Techienews , ITPro , Eureka Magazine
Canada
- Des scientifiques dévoilent leurs plans pour une imprimante 3D métal open source - Ingénierie de fabrication et de conception canadienne
- Nouvelle imprimante 3D métal low cost basée sur l'innovation open source - Substance
Chine
- Imprimante 3D métal : à quoi voulez-vous l'utiliser ? - Guokr.com (En bref)
- Imprimante 3D métal, 1 500 $. Prêt ? - 3dyf.com (3dyf)
- Système d'exploitation Chine , Accueil informatique , CN Beta , AMOBBS
Danemark
France
- En projet : une imprimante 3D métal... open source - Futura Sciences
- GNT
Allemagne
Inde
- Des scientifiques construisent une imprimante 3D métal open source et à faible coût - Jagran Post
- Des scientifiques construisent une imprimante 3D métal open source et à faible coût - Economic Times (Indian Times)
Italie
- Impression 3D de métal, open source et cacahuètes - Tom's Hardware
Japon
- Bricolage à petit prix ! L'Université technologique du Michigan développe une imprimante 3D métal open source - Social Design News
Lituanie
- Désormais, une imprimante 3D métal peut être fabriquée à la maison pour seulement 1,5 pour mille dollars - Mokslasit 15 min, Technologijos
Malaisie
Norvège
- Her er metall-3D-printeren du kan lage selv - Teknisk Ukeblad (Technical Weekly)
Pologne
- Imprimer une arme à feu - Rzeczpospolita (rp.pl)
Roumanie
Russie
- Sceau métallique 3D ouvert - Lenta.ru, 2045.ru , Kazan Federal U , en ligne
- Les Américains ont créé une imprimante 3D permettant d'imprimer sur du métal - Imena
- Epoch Times , Computerra , Scienceblog.ru
Espagne
- Impresora 3D para metal, barata y de código ouvert - NCYT, Insurgente Press