Sparks1.jpg
Sparks1.jpg
FA info icon.svgКут вниз icon.svgДані проекту
АвториДжеральд С. Анзалоне
Ченлонг Чжан
Бас Вайнен
Пол Г. Сандерс
Джошуа М. Пірс
РозташуванняМічиган , США
Статус Розроблено
Змодельований
Прототипований
Перевірено
ПеревіреноБІЛЬШІСТЬ
Вартість1194,13 дол
Маніфест OKHЗавантажити
FA info icon.svgКут вниз icon.svgВихідні дані
ТипПапір

Цитувати як Посилання на вихідний документ.Gerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Paul G. Sanders and Joshua M. Pearce, " Low Cost Open-Source 3-D Metal Printing " IEEE Access , 1, pp.803-810, (2013).

doi: 10.1109/ACCESS.2013.2293018 препринт відкритого доступу
FA info icon.svgКут вниз icon.svgДані пристрою
Ліцензія на обладнанняCERN-OHL-S
СертифікатиРозпочати сертифікацію OSHWA

Технічний прогрес у спільноті самовідтворюваних швидких прототипів ( RepRap ) з відкритим вихідним кодом дозволив швидко розширити розподілену форму адитивного виробництва з використанням матеріалів на основі полімерів. Однак відсутність металевої альтернативи з відкритим вихідним кодом, а також високі капітальні витрати та повільна пропускна здатність фірмових комерціалізованих металевих 3-D-принтерів серйозно обмежили їх розгортання. Застосування комерціалізованих металевих 3-D принтерів обмежується лише швидким прототипуванням і дорогими готовими продуктами. Це серйозно обмежує доступ до технології для малих і середніх підприємств, країн, що розвиваються, і для використання в лабораторіях. У цій статті розповідається про розробку металевого 3-D принтера з відкритим вихідним кодом вартістю <$2000. Металевий 3-D-принтер керується за допомогою мікроконтролера з відкритим вихідним кодом і являє собою комбінацію недорогого комерційного газового зварювального пристрою MIG і похідного від Rostock, deltabot RepRap. Надається перелік матеріалів, електричні та механічні конструктивні схеми, а також основні конструкційні та експлуатаційні процедури. Проведено попередній технічний аналіз властивостей 3-D принтера та отриманих сталевих виробів. Обговорюються результати друку індивідуальних функціональних металевих частин і робляться висновки щодо потенціалу технології та майбутньої роботи, необхідної для масового поширення цієї технології.

Найновіший металевий 3D-принтер RepRap MOST дивіться тут

Нове програмне забезпечення: удосконалення слайсера та процесів для тривимірного друку металу з відкритим кодом на основі GMAW

mqdefault.jpgYouTube_icon.svg

Перелік матеріалів

ПунктНомерВартість (USD)Джерело
Усі 12 друкованих частин за $40/кг12,00 доларів СШАМісцевий реп-реп
Всі кріплення$2,00http://www.mcmaster.com/
Гайка М390
Гвинт M3x10 мм12
Гвинт M3x12 мм48
Гвинт M3x20 мм12
Установчий гвинт M3x8 мм6
М3шайба102
гайка M86
Гвинт М83
Керамічна ізоляція 152 мм х 152 мм14,00 доларів США
Стрижні, підшипники та зв'язкиhttp://www.amazon.com/
Гладкий стрижень 300х8 мм625,00 доларів США
Карбонове вудилище 304,8 мм66,00 доларів США
Підшипники 608zz62,40 доларів США
Підшипники LM8UU66,00 доларів США
Дрібні дротяні стяжки30,50 доларів США
Наконечник рульової тяги248,00 доларів США
Ремінь T5 600 мм35,90 доларів СШАhttp://www.polytechdesign.com/
Алюмінієва пластина 241 мм x 51 мм x 4 мм3114,00 доларів СШАМісцевий механічний цех
Кроковий двигун NEMA17 (1,8 градусів, утримуючий момент 5,5 кг-см, дріт 750 мм)339,00 доларів СШАhttp://www.kysanelectronics.com/
Механічний кінцевий вимикач33,33 долара СШАhttp://www.digikey.com/
Плата мікроконтролера Melzi1120,00 доларів СШАhttp://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
Millermatic 140 Автоматичний зварювальний апарат MIG з візком1836,00 доларів СШАhttp://www.millerwelds.com/
Блок живлення18,00 доларів США(Перероблений)/Інтернет
Провід12,00 долара США(Перероблений)/Інтернет
Всього1194,13 доларів США

Друковані частини

Metalp.png

Роздрукуйте ці файли STL у будь-якому варіанті RepRap . Червоні частини на зображенні праворуч – це надруковані частини. SCAD , якщо вам це потрібно.

Будівництво

Примітка творцям

Якщо ви створювали RepRap раніше, це буде легко — якщо ви не знайомі з RepRaps або Deltabots, як-от Rostock — докладніші інструкції зі збирання доступні на сторінці збірки MOST Prusa RepRap і Огляд збірки Delta:MOST . Ці посилання нададуть детальну інформацію про те, як, наприклад, можна сплести дроти або налаштувати мікроконтролер Melzi/Arduino. Ця концепція, однак, не обмежується цією конкретною конструкцією і, звичайно, повинна працювати з більшістю принтерів RepRap - вам просто потрібна вогнезахищеність і власний зварювальник... удачі! Якщо у вас це запрацює, напишіть нам.

Початкова підготовка

  1. Підготуйте всі матеріали, перелічені в специфікації
  2. Роздрукуйте всі пластикові компоненти на RepRap
  3. Просверліть отвори для гвинтів M3 у кожній пластиковій частині та очистіть гайкові пастки гострим ножем, щоб він придатним був для всіх гвинтів і гайок M3

Конструкція з однієї колони

Деталь нижньої частини всередині, що показує розміщення кінцевого вимикача
Деталь низу ззовні
Верх деталі
  1. Прикріпіть двигун і пластикову основу за допомогою гвинтів M3 X 10 мм із шайбами. Вставте дві гайки M3 у кріпильні гвинти на шківі, нещільно вставте два установчі гвинти M3 X 8 мм у шків. Просуньте шків через тяги двигуна та затягніть усі гвинти.
  2. Прикріпіть кінцевий вимикач до його тримача на пластиковій основі за допомогою гвинтів M2 X 10 мм. Додайте трохи епоксидної смоли, щоб переконатися, що перемикач не рухається. Переконайтеся, що гвинт у каретці зафіксовано важіль перемикача. Відрегулюйте цей гвинт, щоб встановити положення, у якому каретка зачепить кінцевий вимикач.
  3. Використовуйте дриль або ніж, щоб очистити отвори стрижня, вставте 2 паралельні 300-мм гладкі стрижні в отвори в пластиковій основі, використовуйте гвинт M3 X 12 мм із шайбами, щоб закріпити весь стрижень, щоб зафіксувати обидва стрижні.
  4. Опустіть підшипники LM8UU в масло для змащування, вставте 2 підшипники LM8UU в прорізи пластикового човника та міцно затягніть кожен підшипник двома маленькими дротяними стяжками. Насуньте підшипники LM8UU з пластиковими човниками на кожен стрижень.
  5. Закріпіть верхній кінець паралельних стрижнів у верхньому пластику за допомогою гвинтів M3 X 12 мм із шайбами. Використовуйте установчий гвинт M8 і гайку M8, щоб зафіксувати два підшипники 608zz у центральних отворах у верхній пластиковій частині.
  6. Пропустіть один кінець ременя T5 крізь і навколо одного кінцевика ременя та протягніть хвіст ременя через інший кінцевик. Обмотайте кінець ременя навколо шківа. Оберніть інший кінець ременя навколо підшипників 608zz. Прикріпіть один термінатор до пластикового човника з підшипниками LM8UU за допомогою гвинта M3 X 10 мм із шайбою. Міцно закріпіть термінатори невеликою дротяною стяжкою.

3X

На цьому конструкція з одного стовпа закінчується. 3 стовпи повинні бути побудовані паралельно. Алюмінієві пластини розміром 241 мм х 51 мм прикріплені до нижнього та верхнього пластику, щоб зробити раму трикутною формою призми .

Конструкція платформи

  1. Епоксидна смола прив’язує кінці дроту до стрижнів з вуглецевого волокна на обох кінцях. Набір гвинтів і гайок M3 X 12 мм використовується для кріплення кінців стяжного дроту до пластикових човників. Інший кінець кріпиться до пластикового тримача сцени.
  2. Переконайтеся, що гвинти M3 нещільно пропущені через отвір у кінцях стяжних дротів, щоб кожна рука з вуглецевого волокна могла вільно рухатися в усіх напрямках.
  3. 3 цвяхи довжиною 5 см забиті в пластиковий тримач платформи для підтримки керамічного лотка 152 мм X 152 мм.

електроніка

Рис. 2 Схема підключення
  • Схему підключення див. на мал. 2
  • Крокові двигуни та кінцеві вимикачі підключаються до відповідних клем на платі мікроконтролера, яка підключена до комп’ютера Linux за допомогою USB-кабелю.
  • Плата живиться від переробленого комп'ютерного блоку живлення.
  • Щоб керувати зварювальним апаратом, ми використовуємо одне з цих реле , підключених до допоміжних вводів/виходів і контактів живлення RAMPS. Зміна стану контактів, до яких приєднана плата, змінює стан реле, призначеного активованому контакту. Потім контакти реле підключаються паралельно курковому перемикачу в ручці зварювального пістолета. Перемикання курка ручки або реле перемикає зварювальний апарат. Таким чином зварювальний апарат можна буде використовувати як зазвичай, якщо він не підключений до принтера...

Безпека

  • Обладнання безпеки базується на стандартних протоколах безпеки зварювання MIG

Робоча зона

  • Використовуйте металевий 3D-принтер на плоскій поверхні, ізольованій від води та легкозаймистих матеріалів.
  • Переконайтеся, що у вас є належне заземлення за допомогою металевого з’єднання з підкладкою.
  • Переконайтеся, що ваш газовий балон завжди закріплений на вертикальній опорі або візку та використовуйте лише газові шланги, призначені для зварювання.
  • Усуньте безлад із робочої зони, оскільки ви будете сипати іскрами всюди. Зведіть до мінімуму кількість кабелів під ногами, щоб не спіткнутися.
  • Регулярно перевіряйте шланги на наявність витоків, зносу та ослаблення з’єднань і замінюйте несправні лінії. Збризніть сумішшю води та мила. Бульбашки покажуть витоки.
  • Забезпечте належну вентиляцію робочої зони. Зварювальні пари небезпечні. У домашньому гаражі залиште двері або вікно відкритими та запустіть коробковий вентилятор як витяжку, щоб видалити дим із зони дихання. Ми також використовували маски.

Захисне спорядження

  • Перебуваючи в лабораторії, завжди надягайте захисні окуляри.
  • Під час друку та/або дивлячись на принтер під час друку надягайте маску зварювальника/зварювальний шолом (з автоматичним затемненням або відкидною шторкою з поточною сертифікацією ANSI) або дивіться на нього за допомогою веб-камери. Не дивіться на принтер незахищеними очима!
  • Використовуйте плоскогубці, щоб забрати підкладку після друку, або щільні шкіряні рукавички
  • Завжди надягайте вогнестійкий лабораторний халат і міцні шкіряні рукавички під час роботи з друкованими частинами
  • Носіть шкіряне взуття - високі (сталеві носки - бонус).

Тривимірний друк на металі піддає вас зварюванню протягом більш тривалого періоду часу, ніж зазвичай для звичайного зварювання. Ви повинні переконатися, що вся ваша шкіра закрита чимось, щоб уникнути «сонячних опіків».

Операція

Сцена керується як звичайний тривимірний принтер RepRap Delta. Для початку вивчення номенклатури спробуйте це . Завантажте мікропрограму Repetier і програмне забезпечення для хосту , за допомогою Arduino завантажте мікропрограму на сцену та налаштуйте Cura на хості. Це працюватиме на будь-якому комп’ютері, але ми рекомендуємо безкоштовний Debian з відкритим кодом . Моделі можна створювати та змінювати за допомогою будь-якого тривимірного редактора, такого як OpenSCAD , Blender або програми САПР, як-от FreeCAD (щоб отримати докладніший список безкоштовних програм САПР з відкритим кодом, перейдіть тут . Модель слід експортувати як файл STL. Це Завантажується в Cura та нарізається на траєкторію, щоб отримати правильні налаштування. GCode зберігається на диску, який надсилає його на сцену. увімкніть зварювальний апарат, підключивши кабель до перемикача (який потрібно тримати натиснутим за допомогою дротяної стяжки), зверніть увагу на відстань між пістолетом і об’єктом мм і залишається незмінним, або зменшіть висоту шару, або уповільніть рух (це можна зробити під час друку за допомогою Repetier Host).

Експериментальні особливості

Хоча вся установка все ще дуже експериментальна, деякі частини більш експериментальні, ніж інші. Тут перераховано деякі функції, які тестуються з різним рівнем успішності. Cura намагатиметься відрегулювати «ширину лінії» нанесеної нитки, змінюючи її швидкість подачі. Наразі зварювальний апарат не підтримує жодного такого регулювання, тому деякі частини отримують більше матеріалу, ніж повинні, а інші – менше. Щоб вирішити цю проблему, був розроблений плагін для Cura, який перетворює ці зміни швидкості подачі на зміни швидкості сопла. Плагін можна знайти разом із файлом scad на github . Цей плагін також підтримує додавання спеціальних команд, коли подорож закінчується або починається. Це можна використовувати для активації реле для перемикання потужності зварювального апарату.

Дивіться також

mqdefault.jpgYouTube_icon.svg

Корисні дискусії

ЗМІ

ЗМІ США

Міжнародні ЗМІ

Великобританія

Канада

Китай

Данія

Франція

Німеччина

Індія

Італія

  • 3D-друк металу, відкритого коду та арахісу - Tom's Hardware

Японія

Литва

Малайзія

Норвегія

Польща

Румунія

Росія

Іспанія

FA info icon.svgКут вниз icon.svgДані сторінки
Ключові словаosat , оптика з відкритим вихідним кодом , 3D друк , обладнання з відкритим кодом , металевий 3d принтер , 3d принтер , металевий 3d друк
SDGSDG09 Галузеві інновації та інфраструктура
АвториДжошуа М. Пірс
ЛіцензіяCC-BY-SA-3.0
організаціїМОСТ , МТУ
Моваанглійська (en)
Перекладикитайська , перська , турецька , індонезійська , португальська , іспанська , французька , італійська , російська
Пов'язані9 підсторінок , 201 сторінка посилання тут
ПсевдонімиМеталевий 3D-принтер з відкритим кодом , Металевий 3D-принтер з відкритим кодом , Металевий 3-d-принтер з відкритим кодом
Вплив122 951 переглядів сторінок ( більше )
Створено22 листопада 2013 р . Джошуа М. Пірс
Змінено28 лютого 2024 р . Феліпе Шеноне
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.