Sparks1.jpg
สปาร์ค1.jpg
ไอคอนข้อมูล FA.svgไอคอนมุมลง.svgข้อมูลโครงการ
ผู้เขียนเจอรัลด์ ซี. อันซาโลน เฉินหลง
จาง
บาส ไวจ์เน็น พอล
จี. แซนเดอร์ส โจชัว
เอ็ม. เพียร์ซ
ที่ตั้งมิชิแกน , สหรัฐอเมริกา
สถานะ ออกแบบ
จำลอง
สร้างต้นแบบ
ได้รับการยืนยันแล้ว
ตรวจสอบโดยที่สุด
ค่าใช้จ่าย1,194.13 เหรียญสหรัฐ
แถลงการณ์ OKHดาวน์โหลด
ไอคอนข้อมูล FA.svgไอคอนมุมลง.svgแหล่งที่มาของข้อมูล
พิมพ์กระดาษ

อ้างเป็น การอ้างอิงเอกสารต้นทางGerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Paul G. Sanders และ Joshua M. Pearce, " การพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบโอเพ่นซอร์สต้นทุนต่ำ " IEEE Access 1, หน้า 803-810 (2013)

doi: 10.1109/ACCESS.2013.2293018 พิมพ์ล่วงหน้าการเข้าถึงแบบเปิด
ไอคอนข้อมูล FA.svgไอคอนมุมลง.svgข้อมูลอุปกรณ์
ใบอนุญาตฮาร์ดแวร์เซิร์น-โอเอชแอล-เอส
การรับรองเริ่มการรับรอง OSHWA

ความก้าวหน้าทางเทคนิคในชุมชนเครื่องสร้างต้นแบบรวดเร็วแบบโอเพนซอร์สที่จำลองตัวเองได้เอง ( RepRap ) ทำให้การผลิตแบบกระจายรูปแบบหนึ่งขยายตัวได้อย่างรวดเร็วโดยใช้วัสดุที่เป็นโพลีเมอร์ อย่างไรก็ตาม การขาดทางเลือกโลหะแบบโอเพนซอร์สและต้นทุนการลงทุนที่สูงและปริมาณงานที่ช้าของเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติเชิงพาณิชย์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ได้จำกัดการใช้งานอย่างรุนแรง การใช้งานเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติเชิงพาณิชย์ถูกจำกัดอยู่เพียงการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปราคาแพงเท่านั้น ซึ่งจำกัดการเข้าถึงเทคโนโลยีนี้สำหรับวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม โลกกำลังพัฒนา และสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการอย่างรุนแรง เอกสารนี้รายงานเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบโอเพนซอร์สราคาต่ำกว่า 2,000 ดอลลาร์ เครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิตินี้ควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์โอเพนซอร์สและเป็นการผสมผสานระหว่างเครื่องเชื่อม MIG โลหะก๊าซเชิงพาณิชย์ราคาถูกและอนุพันธ์ของ Rostock ซึ่งก็คือ Deltabot RepRap มีการจัดทำรายการวัสดุ แผนผังการออกแบบระบบไฟฟ้าและเครื่องกล ตลอดจนขั้นตอนการก่อสร้างและการทำงานขั้นพื้นฐาน การวิเคราะห์ทางเทคนิคเบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของเครื่องพิมพ์ 3 มิติและผลิตภัณฑ์เหล็กที่ได้นั้นจะดำเนินการ อภิปรายผลการพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะที่ใช้งานได้ตามความต้องการ และสรุปผลเกี่ยวกับศักยภาพของเทคโนโลยีและงานในอนาคตที่จำเป็นสำหรับการกระจายเทคโนโลยีนี้ในวงกว้าง

สำหรับเครื่องพิมพ์ 3D RepRap โลหะล่าสุด โปรดดูที่นี่

ซอฟต์แวร์ใหม่: การปรับปรุงตัวตัดและกระบวนการสำหรับการพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบโอเพ่นซอร์สที่ใช้ GMAW

ค่าเริ่มต้น.jpgไอคอน YouTube_svg

รายการวัสดุ

รายการตัวเลขต้นทุน(USD)แหล่งที่มา
ชิ้นส่วนพิมพ์ทั้งหมด 12 ชิ้น ราคา 40 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม12.00 เหรียญสหรัฐRepRapในพื้นที่
อุปกรณ์ยึดทั้งหมด2.00 เหรียญสหรัฐhttp://www.mcmaster.com/
น๊อต M390
สกรู M3x10 มม.12
สกรู M3x12มม.48
สกรู M3x20มม.12
สกรูยึด M3x8mm6
เครื่องซักผ้า M3102
เอ็มเอ็ทนัท6
สกรู M83
ฉนวนเซรามิกขนาด 152 มม. x 152 มม.14.00 ดอลลาร์
แกน,ลูกปืน และเน็คไทhttp://www.amazon.com/
แท่งเรียบขนาด 300มม. x 8มม.625.00 เหรียญสหรัฐ
แกนคาร์บอนไฟเบอร์ขนาด 304.8 มม.66.00 เหรียญสหรัฐ
ตลับลูกปืน 608zz62.40 เหรียญ
LM8UUแบริ่ง66.00 เหรียญสหรัฐ
สายรัดลวดขนาดเล็ก30.50 เหรียญ
ปลายแร็คพวงมาลัย248.00 เหรียญสหรัฐ
สายพาน T5 ขนาด 600 มม.35.90 เหรียญสหรัฐhttp://www.polytechdesign.com/
แผ่นอลูมิเนียมขนาด 241มม. x 51มม. x 4มม.3114.00 เหรียญสหรัฐร้านจำหน่ายเครื่องจักรท้องถิ่น
มอเตอร์สเต็ปเปอร์ NEMA17 (1.8 องศา, แรงบิดยึด 5.5 กก.-ซม., สายไฟ 750 มม.)339.00 เหรียญสหรัฐhttp://www.kysanelectronics.com/
สวิตซ์จำกัดกลไก33.33 เหรียญhttp://www.digikey.com/
บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Melzi1120.00 เหรียญสหรัฐhttp://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
เครื่องเชื่อม MIG แบบตั้งค่าอัตโนมัติ Millermatic 140 พร้อมรถเข็น1836.00 เหรียญสหรัฐhttp://www.millerwelds.com/
แหล่งจ่ายไฟ18.00 เหรียญสหรัฐ(รีไซเคิล)/อินเตอร์เน็ต
สายไฟ12.00 ดอลลาร์(รีไซเคิล)/อินเตอร์เน็ต
ทั้งหมด1,194.13 เหรียญ

ชิ้นส่วนที่พิมพ์

เมทัลพี.png

พิมพ์ไฟล์ STL เหล่านี้บน RepRapเวอร์ชันใดก็ได้ส่วนสีแดงในรูปภาพทางด้านขวาคือส่วนที่พิมพ์ออกมาSCADหากคุณต้องการ

การก่อสร้าง

หมายเหตุถึงผู้สร้าง

หากคุณเคยสร้าง RepRap มาก่อน ก็จะทำได้ง่าย ๆ -- หากคุณไม่คุ้นเคยกับ RepRaps หรือ Deltabots เช่น Rostock -- คำแนะนำการสร้างโดยละเอียดเพิ่มเติมมีอยู่ในเพจการสร้าง RepRap ของ MOST PrusaและDelta Build Overview:MOSTลิงก์เหล่านี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการถักสายหรือกำหนดค่าไมโครคอนโทรลเลอร์ Melzi/Arduino เป็นต้น อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่การออกแบบเฉพาะนี้เท่านั้น และแน่นอนว่าควรใช้ได้กับเครื่องพิมพ์ RepRap ส่วนใหญ่ -- คุณเพียงแค่ต้องมีวัสดุป้องกันไฟและเครื่องเชื่อมของคุณเอง...ขอให้โชคดี! หากคุณสามารถทำให้มันทำงานได้ โปรดส่งข้อความถึงเรา

การเตรียมตัวเบื้องต้น

  1. เตรียมวัสดุทั้งหมดตามที่ระบุใน BOM
  2. พิมพ์ส่วนประกอบพลาสติกทั้งหมดบนRepRap
  3. คว้านรูสกรู M3 ในชิ้นส่วนพลาสติกแต่ละชิ้นและทำความสะอาดตัวดักน็อตด้วยมีดคมๆ เพื่อให้พอดีกับสกรูและน็อต M3 ทั้งหมด

สร้างเสาเดี่ยว

รายละเอียดด้านล่างด้านในแสดงตำแหน่งของสวิตช์จำกัด
รายละเอียดด้านล่างด้านนอก
รายละเอียดด้านบน
  1. ยึดมอเตอร์และฐานพลาสติกด้วยสกรู M3 X 10 มม. พร้อมแหวนรอง ใส่สกรู M3 สองตัวลงในช่องดักสกรูยึดในรอก จากนั้นใส่สกรูยึด M3 X 8 มม. สองตัวลงในรอกอย่างหลวมๆ ดันรอกผ่านแกนมอเตอร์และขันสกรูทั้งหมดให้แน่น
  2. ยึดสวิตช์จำกัดกับตัวยึดบนฐานพลาสติกโดยใช้สกรู M2 X 10 มม. เติมอีพอกซีลงไปเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าสวิตช์จะไม่เคลื่อนที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสกรูในแคร่ยึดเข้ากับแขนสวิตช์ ปรับสกรูนี้เพื่อกำหนดตำแหน่งที่แคร่ยึดเข้ากับสวิตช์จำกัด
  3. ใช้สว่านหรือมีดทำความสะอาดช่องเปิดของแท่งเหล็ก ใส่แท่งเหล็กเรียบขนาน 2 แท่ง ขนาด 300 มม. เข้าไปในรูที่ฐานพลาสติก ใช้สกรู M3 X 12 มม. พร้อมแหวนรองเพื่อยึดแท่งเหล็กทั้งหมดเพื่อตรึงแท่งเหล็กทั้งสองไว้
  4. ถอดตลับลูกปืน LM8UU ออกในน้ำมันเพื่อหล่อลื่น ใส่ตลับลูกปืน LM8UU 2 ตัวลงในช่องของกระสวยพลาสติก แล้วขันตลับลูกปืนแต่ละตัวให้แน่นด้วยสายรัดลวดเล็กๆ สองเส้น เลื่อนตลับลูกปืน LM8UU พร้อมกระสวยพลาสติกลงบนแกนแต่ละอัน
  5. ยึดปลายด้านบนของแท่งขนานเข้ากับพลาสติกด้านบนด้วยสกรู M3 X 12 มม. พร้อมแหวนรอง ใช้สกรูยึด M8 และน็อต M8 เพื่อยึดตลับลูกปืน 608zz สองตัวไว้ในรูตรงกลางของพลาสติกด้านบน
  6. สอดปลายด้านหนึ่งของสายพาน T5 ผ่านและรอบตัวต่อสายพานตัวหนึ่ง แล้วดึงส่วนท้ายของสายพานผ่านตัวต่ออีกตัว พันปลายสายพานรอบรอก พันปลายสายพานอีกด้านรอบลูกปืน 608zz ติดตัวต่อตัวต่อตัวหนึ่งเข้ากับกระสวยพลาสติกโดยใช้ลูกปืน LM8UU ด้วยสกรู M3 X 10 มม. พร้อมแหวนรอง ยึดตัวต่อตัวต่อให้แน่นด้วยสายรัดเล็กๆ

3 เท่า

เพียงเท่านี้ก็เสร็จสิ้นขั้นตอนการสร้างเสาเดี่ยวแล้ว โดยควรสร้างเสา 3 ต้นแบบขนานกัน แผ่นอลูมิเนียมขนาด 241 มม. X 51 มม. ติดอยู่กับพลาสติกทั้งด้านล่างและด้านบนเพื่อให้โครงมีรูปร่างเป็นปริซึมสามเหลี่ยม

การสร้างแพลตฟอร์ม

  1. ปลายลวดผูกติดกับแท่งคาร์บอนไฟเบอร์ด้วยอีพอกซีทั้งสองด้าน ชุดสกรูและน็อต M3 X 12 มม. ใช้สำหรับยึดปลายลวดผูกเข้ากับกระสวยพลาสติก ปลายอีกด้านหนึ่งยึดกับที่ยึดเวทีพลาสติก
  2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขันสกรู M3 เข้าไปในรูที่ปลายลวดผูกอย่างหลวมๆ เพื่อให้แขนคาร์บอนไฟเบอร์แต่ละแขนสามารถเลื่อนไปในทุกทิศทางได้อย่างอิสระ
  3. ตอกตะปูยาว 3.5 ซม. เข้าไปในที่วางแพลตฟอร์มพลาสติกเพื่อรองรับถาดเซรามิกขนาด 152 มม. X 152 มม.

อิเล็กทรอนิกส์

รูปที่ 2 แผนผังการเดินสายไฟ
  • สำหรับแผนผังสายไฟดูรูปที่ 2
  • มอเตอร์สเต็ปและสวิตช์จำกัดเชื่อมต่อกับขั้วต่อที่สอดคล้องกันบนบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งเชื่อมต่อกับ คอมพิวเตอร์ Linuxด้วยสาย USB
  • บอร์ดนี้ได้รับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์ที่ผ่านการรีไซเคิล
  • ในการควบคุมเครื่องเชื่อม เราใช้รีเลย์ ตัวใดตัวหนึ่ง ที่ต่อเข้ากับพินอินพุต/เอาต์พุตเสริมและพินจ่ายไฟของ RAMPS การเปลี่ยนสถานะของพินที่ต่อกับบอร์ดจะทำให้สถานะของรีเลย์ที่กำหนดให้กับพินที่เปิดใช้งานเปลี่ยนไป จากนั้นหน้าสัมผัสรีเลย์จะต่อขนานกับสวิตช์ทริกเกอร์ที่ด้ามจับของปืนเชื่อม การสลับด้ามจับทริกเกอร์หรือรีเลย์จะสลับเครื่องเชื่อม วิธีนี้ทำให้เครื่องเชื่อมยังคงใช้งานได้ตามปกติเมื่อไม่ได้ต่อเข้ากับเครื่องพิมพ์...

ความปลอดภัย

  • อุปกรณ์ด้านความปลอดภัยนั้นใช้มาตรฐานความปลอดภัยในการเชื่อม MIG

พื้นที่ทำงาน

  • ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติโลหะของคุณบนพื้นผิวเรียบที่แยกจากน้ำและวัสดุไวไฟ
  • ตรวจสอบว่าคุณมีสายดินที่ถูกต้องโดยเชื่อมต่อโลหะกับพื้นผิวของคุณ
  • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าถังแก๊สของคุณได้รับการยึดกับขาตั้งตรงหรือรถเข็นเสมอ และใช้เฉพาะท่อแก๊สที่ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมเท่านั้น
  • กำจัดความยุ่งเหยิงออกจากพื้นที่ทำงาน เนื่องจากประกายไฟจะตกลงมาทั่วทุกที่ ลดจำนวนสายไฟที่อยู่ใต้เท้าให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการสะดุดล้ม
  • ตรวจสอบท่อยางเป็นประจำว่ามีรอยรั่ว สึกหรอ หรือข้อต่อหลวมหรือไม่ และเปลี่ยนท่อที่ชำรุด ฉีดด้วยส่วนผสมสบู่และน้ำ ฟองอากาศจะแสดงรอยรั่ว
  • ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศที่เหมาะสมในพื้นที่ทำงาน ควันเชื่อมเป็นอันตราย ในโรงรถที่บ้าน ให้เปิดประตูหรือหน้าต่างทิ้งไว้ แล้วเปิดพัดลมกล่องเพื่อดูดควันออกจากบริเวณที่คุณหายใจ นอกจากนี้ เรายังใช้หน้ากากอีกด้วย

อุปกรณ์เซฟตี้

  • สวมแว่นตานิรภัยทุกครั้งในขณะที่อยู่ในห้องปฏิบัติการ
  • เมื่อพิมพ์และ/มองเครื่องพิมพ์ขณะพิมพ์ ให้สวมหน้ากากเชื่อม/หมวกเชื่อม (ปรับแสงอัตโนมัติหรือปรับแสงกลับด้านได้ตามมาตรฐาน ANSI ในปัจจุบัน) หรือดูเครื่องพิมพ์ผ่านเว็บแคม อย่ามองเครื่องพิมพ์โดยที่ตาไม่ปิด!
  • ใช้คีมหยิบวัสดุหลังจากพิมพ์หรือถุงมือหนังหนา
  • สวมเสื้อคลุมแล็บทนไฟและถุงมือหนังแบบหนาเสมอเมื่อจัดการชิ้นส่วนที่พิมพ์
  • สวมรองเท้าหนังแบบหุ้มข้อ (รองเท้าหัวเหล็กเป็นข้อดี)

การพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติทำให้คุณต้องสัมผัสกับการเชื่อมเป็นเวลานานกว่าปกติ คุณควรแน่ใจว่าผิวหนังทั้งหมดของคุณถูกปกคลุมด้วยอะไรบางอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการถูก "แดดเผา"

การดำเนินการ

เวทีได้รับการควบคุมเช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ RepRap Delta ทั่วไป หากต้องการเรียนรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคำศัพท์ ให้ลองสิ่งนี้ดาวน์โหลดเฟิร์มแวร์ Repetier และซอฟต์แวร์โฮสต์ใช้Arduinoเพื่ออัปโหลดเฟิร์มแวร์ไปยังเวที และตั้งค่าCuraบนโฮสต์ วิธีนี้ใช้ได้กับคอมพิวเตอร์ทุกประเภท แต่เราขอแนะนำDebian แบบ โอเพ่นซอร์ส ฟรี คุณสามารถสร้างและปรับเปลี่ยนโมเดลโดยใช้ตัวแก้ไข 3 มิติ เช่นOpenSCAD , Blenderหรือแอปพลิเคชัน CAD เช่นFreeCAD (สำหรับรายการโปรแกรม CAD โอเพนซอร์สฟรีโดยละเอียดเพิ่มเติม ให้ไปที่นี่ ) ควรส่งออกโมเดลเป็นไฟล์ STL ซึ่งโหลดลงใน Cura และแบ่งตามเส้นทางเครื่องมือ อาจต้องลองสองสามครั้งเพื่อตั้งค่าทั้งหมดให้ถูกต้อง GCode จะถูกบันทึกลงในดิสก์และเปิดด้วย Repetier Host ซึ่งจะส่งไปยังแท่น เมื่อแพลตฟอร์มถึงปืนเชื่อม ให้เปิดเครื่องเชื่อมโดยเสียบสายเคเบิลที่นำไปยังสวิตช์ (ซึ่งจะต้องกดไว้ด้วยสายรัด) ในขณะที่พิมพ์ ให้ใส่ใจกับระยะห่างระหว่างปืนเชื่อมและวัตถุ ควรเริ่มต้นที่ประมาณ 7 มม. และคงเดิม หากเพิ่มขึ้น ให้ลดความสูงของชั้นหรือชะลอการเคลื่อนไหว (สามารถทำได้ระหว่างการพิมพ์ด้วย Repetier Host) หากลดลง ให้ทำตรงกันข้าม

ลักษณะการทดลอง

แม้ว่าการตั้งค่าทั้งหมดจะยังคงเป็นการทดลองในระดับสูง แต่บางส่วนก็ยังเป็นการทดลองมากกว่าส่วนอื่นๆ คุณลักษณะบางอย่างที่แสดงไว้ที่นี่กำลังได้รับการทดสอบด้วยระดับความสำเร็จที่แตกต่างกัน Cura จะพยายามปรับ "ความกว้างของเส้น" ของเส้นใยที่สะสมโดยการเปลี่ยนอัตราป้อน ปัจจุบันเครื่องเชื่อมไม่รองรับการปรับดังกล่าว ดังนั้นชิ้นส่วนบางชิ้นจึงได้รับวัสดุมากกว่าที่ควร ในขณะที่บางชิ้นได้รับวัสดุน้อยกว่า เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้พัฒนาปลั๊กอินสำหรับ Cura ซึ่งแปลงการเปลี่ยนแปลงอัตราป้อนเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วของหัวฉีด ปลั๊กอินสามารถพบได้ในไฟล์ scad บนgithubปลั๊กอินนี้ยังรองรับการเพิ่มคำสั่งแบบกำหนดเองเมื่อการเดินทางสิ้นสุดหรือเริ่มต้น ซึ่งสามารถใช้เพื่อเปิดใช้งานรีเลย์สำหรับสลับกำลังของเครื่องเชื่อม

ดูเพิ่มเติม

ค่าเริ่มต้น.jpgไอคอน YouTube_svg

การสนทนาที่มีประโยชน์

สื่อมวลชน

สื่อของสหรัฐอเมริกา

สื่อต่างประเทศ

อังกฤษ

แคนาดา

จีน

เดนมาร์ก

ฝรั่งเศส

เยอรมนี

อินเดีย

อิตาลี

  • การพิมพ์ 3 มิติของโลหะ โอเพนซอร์ส และถั่วลิสง - ฮาร์ดแวร์ของทอม

ประเทศญี่ปุ่น

ลิทัวเนีย

มาเลเซีย

นอร์เวย์

โปแลนด์

โรมาเนีย

รัสเซีย

สเปน

ไอคอนข้อมูล FA.svgไอคอนมุมลง.svgข้อมูลหน้า
คำสำคัญosat , เลนส์โอเพ่นซอร์ส , การพิมพ์ 3 มิติ , ฮาร์ดแวร์โอเพ่นซอร์ส , เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโลหะ , เครื่องพิมพ์ 3 มิติ , การพิมพ์ 3 มิติแบบโลหะ
เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนSDG09 นวัตกรรมอุตสาหกรรมและโครงสร้างพื้นฐาน
ผู้เขียนโจชัว เอ็ม. เพียร์ซ
ใบอนุญาตสงวนลิขสิทธิ์ © 2018
องค์กรต่างๆมอสท์ เอ็ทียู
ภาษาภาษาอังกฤษ (en)
การแปลเปอร์เซีย , อิตาลี , ฝรั่งเศส , รัสเซีย , อินโดนีเซีย , ยูเครน , โปรตุเกส , จีน , ตุรกี , สเปน
ที่เกี่ยวข้อง10 หน้าย่อย 202 หน้า ลิงค์ที่นี่
นามแฝงเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโลหะโอเพ่นซอร์สเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโลหะ โอเพ่นซอร์สเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโลหะโอเพ่นซอร์ส
ผลกระทบ126,089 ผู้เข้าชมเพจ ( เพิ่มเติม )
สร้าง22 พฤศจิกายน2556โดยJoshua M. Pearce
ปรับปรุงล่าสุด28 กุมภาพันธ์2024โดยเฟลิเป้ เชอโนเน่
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.