Cet article explore une nouvelle méthode open source pour développer et fabriquer des équipements scientifiques de haute qualité pouvant être utilisés dans pratiquement tous les laboratoires. Une pompe à seringue a été conçue à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) open source disponible gratuitement et fabriquée à l'aide d'une imprimante 3D RepRap open source et de pièces facilement disponibles. Le design, la nomenclature et les instructions de montage sont accessibles partout dans le monde à toute personne souhaitant les utiliser. Des détails sont fournis sur l'utilisation du logiciel de CAO et de l'imprimante 3D RepRap. L'utilisation d'un ordinateur Raspberry Pi (en partie open source) comme dispositif de contrôle sans fil est également illustrée. Les performances du pousse-seringue ont été évaluées et les méthodes utilisées pour l’évaluation sont détaillées. Le coût de l'ensemble du système, y compris le contrôleur et l'interface de contrôle basée sur le Web, est de l'ordre de 5 % ou moins que ce que l'on pourrait s'attendre à payer pour un pousse-seringue commercial ayant des performances similaires. La conception doit répondre aux besoins d'une activité de recherche donnée nécessitant une pompe à seringue, notamment un dosage soigneusement contrôlé de réactifs, de produits pharmaceutiques et l'administration de supports d'imprimante 3D visqueux, entre autres applications.
- Le code source de l'actionneur linéaire et du serveur de pompe se trouve ici : https://github.com/mtu-most/linear-actuator
- Si vous personnalisez votre propre pompe, vous aurez besoin des fichiers de bibliothèque MOST SCAD trouvés ici : https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries Téléchargez-les tous et placez-les dans le même dossier que les fichiers de la pompe. -- alors le SCAD se compilera correctement.
- Pour des exemples de fichiers STL, voir https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
- Voir aussi : Modifications du pousse-seringue open source Lynch - comprend 1) Mécanisme d'échappement pour déplacer le bloc poussoir sans faire tourner le moteur, 2) Ouvrir la pince à seringue pour permettre un retrait facile, 3) Contrôle Arduino avec EasyDriver.
- Pour calculer la valeur du travail sur des projets comme celui-ci, voir : Quantifier la valeur du développement de matériel Open Source
Contenu
Matériaux et outils
 Pièces pour ensemble pousse-seringue.
|  Outils nécessaires pour assembler le pousse-seringue.
|
Comment construire un pousse-seringue open source
Extrémité du moteur montée sur le moteurFixez le moteur à l'extrémité du moteur à l'aide de 4 rondelles M3 et de 4 vis à tête creuse M3 x 20 mm.
Tiges métalliques insérées dans l'extrémité du moteurInsérez les 2 tiges métalliques dans l'extrémité du moteur, puis fixez-les en place avec 2 écrous M3 et 2 vis à tête creuse M3 x 10 mm.
Tige filetée couplée au moteurInsérez la tige filetée dans le coupleur à moitié, l'autre moitié doit être sur le moteur, fixez-la.
Chariot évidéCreusez les deux extrémités du chariot, avec une perceuse à main ou un couteau pour faire un trou dans le plastique.
Roulements linéaires et écrou insérés dans le chariot.]] Enclenchez les roulements linéaires en place sur les extrémités évidées du chariot. Insérez ensuite un écrou M5 dans le piège à écrou situé au bas du chariot.
Base du support de piston fixé au chariot]]Fixez la base du support de piston au chariot avec 2 écrous M3 et 2 vis à tête creuse M3 x 10 mm.
Le conteneur de séparation connecté.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed eiusmod tempor incidunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercice ullamco laboris nisi ut aliquid ex ea commodi consequat.
Chariot enfilé sur les tigesFaites glisser le chariot sur la tige filetée et assurez-vous que les deux tiges métalliques s'insèrent dans les roulements linéaires
Écrous M5 montés sur la tige filetée.]] Une fois que le chariot est à mi-chemin de la tige filetée, vissez deux écrous M5 sur la tige filetée.
Roulements insérés dans l'extrémité libreInsérez les deux roulements dans les fentes circulaires de l'extrémité libre.
Extrémité folle montée sur les tigesFaites maintenant glisser l'extrémité libre sur les tiges et fixez-la avec deux autres écrous M5 à l'extrémité de la tige filetée. Poussez les deux écrous déjà sur la tige jusqu'à l'extrémité libre pour la fixer.
Seringue dans le corps et porte-pistonInsérez le corps de la seringue dans les supports de corps, puis faites glisser le piston dans la base du support de piston.
Seringue dans le corps et porte-pistonÀ l'aide de quatre boulons M3 x 40 mm, de quatre rondelles M3 et de quatre écrous M3, fixez les deux pièces de maintien à l'extrémité libre de la pompe. Placez deux écrous en haut du support plus près du chariot et deux écrous en bas du support contre l'extrémité libre.
Seringue montéeInsérez la languette du support de piston sur le dessus du piston pour le fixer à la pompe et éviter de glisser lors de l'utilisation.
Contrôleur : connexion et calibrage
Ceci est une description de l'utilisation de Franklin pour contrôler l'appareil. Dernière version disponible gratuitement Github .
(L'article décrit l'électronique telle qu'elle a été mise en œuvre à l'origine. Cette méthode n'est plus maintenue. Il est maintenant recommandé d'utiliser un contrôleur d'imprimante 3D RepRap tel qu'un RAMPS ou un Melzi, que vous pouvez récupérer en ligne et Franklin pour contrôler le (Les instructions originales sont disponibles dans l'onglet Discussion.)
Le moteur doit être connecté à la carte de commande sur les bornes destinées au premier axe (normalement appelé X). Dans Franklin, chargez le profil de la carte que vous possédez, puis configurez le profil et calibrez la pompe :
Réglez le nombre de temps sur 0, les axes de position sur 1 et les extrudeuses et suiveurs sur 0.Réglez le nombre de temps sur 0, les axes de position sur 1 et les extrudeuses et suiveurs sur 0.
Désactivez les deux interrupteurs de fin de course.Désactivez les deux interrupteurs de fin de course.
Réglez l'accouplement à 100 pas/mm et la limite de vitesse à 20 mm/s.Réglez l'accouplement à 100 pas/mm et la limite de vitesse à 20 mm/s.
Accueil la pompe.Réglez la position du commutateur sur 0, puis positionnez la pompe. Cela définit la position actuelle sur la position du commutateur.
Sélectionnez l'entrée de position x.Sélectionnez l'entrée de position x. Appuyez ensuite sur la flèche de haut en bas pour déplacer la pompe par petits pas. Page de haut en bas pour la déplacer par pas plus grands.
Changez la direction, si nécessaire.La pompe doit expulser le liquide lorsqu'elle se déplace dans le sens positif. S’il va dans la mauvaise direction, inversez-le.Retirez la seringue légèrement au-delà d'un gros marqueur. Ensuite, par petites étapes, poussez la seringue jusqu'au plus grand marqueur afin que le piston soit exactement sur la marque. (En raison du jeu, vous souhaitez effectuer toute la procédure en appuyant uniquement.)
Cliquez sur le bouton d'accueil pour définir la position sur 0.
Poussez-le plus loin jusqu'à ce que vous atteigniez un autre marqueur (une plus grande distance est préférable). Assurez-vous de faire de petits pas à la fin, afin d'être sûr de le faire en poussant uniquement.
Enregistrez la position actuelle.
Divisez le nombre indiqué de mm multiplié par le couplage par le nombre de millilitres entre les marqueurs. Il s'agit de la valeur de couplage correcte pour cette seringue.
Enregistrez le profil.Après avoir réglé le bon couplage, ajustez la vitesse maximale à une valeur qui fonctionne (si elle est trop élevée, le moteur sautera) et nommez et enregistrez le profil. Définissez également ce profil par défaut.
Exportez le profil.Cliquez avec le bouton droit sur le lien d'exportation et enregistrez la cible dans un emplacement de votre ordinateur où vous pourrez la trouver. Utilisez ce fichier pour restaurer le profil si vous en avez besoin.
Changez les unités.Si vous souhaitez que l'interface soit correcte (bien sûr), ouvrez le profil dans un éditeur de texte brut et modifiez le paramètre unit_name de mm à mL. Enregistrez-le et importez les nouveaux paramètres. Notez comment toutes les unités de l'interface changent.
La pompe est maintenant prête à l'emploi. Vous pouvez utiliser l'entrée de position x pour la déplacer manuellement, ou télécharger le G-Code qui déplace la coordonnée X pour la déplacer selon un motif préprogrammé. Un exemple simple de G-Code est :
Débit de pompe minimum
La quantité minimale de pompe correspond à un seul pas du moteur ; le montant dépend de la taille de la seringue. Ici, la vis mère a un pas de 0,8 mm et le moteur effectue 3 200 micropas par tour, donc un pas correspond à un mouvement du piston de 0,8 mm/3 200 = 250 nm. La section transversale d'une seringue de 25 ml est d'environ 4 cm², donc une étape est le produit de celles-ci, soit 0,1 mm³ = 0,1 μL.
Il n'y a pas de valeur minimale pour la vitesse à laquelle la pompe peut aller, mais si vous vous approchez de la taille du pas, le débit sera par étapes notables au lieu d'être continu. Par exemple, si vous voulez 1μL/min, il effectuera une étape toutes les 6 secondes.
Voir également
- Modifications du pousse-seringue open source Lynch - comprend 1) Mécanisme d'échappement pour déplacer le bloc poussoir sans faire tourner le moteur, 2) Pince à seringue ouverte pour permettre un retrait facile, 3) Contrôle Arduino avec EasyDriver
- Laboratoire open source
- Construire des équipements de recherche avec du matériel gratuit et open source
- Science open source
- Optique open source
- Impression 3D open source d'OSAT
- Matériel open source
- Revue de la littérature sur les pousse-seringues
- Mélangeur de nutation imprimé en 3D Open Source
- Système de cardan à double axe open source imprimable en 3D pour les mesures optoélectroniques
- Ystruder : extrudeuse multifonction open source avec capacités de détection et de surveillance
- Balances de laboratoire open source réplicables numériquement
- Conception d'étuves sous vide open source pour le séchage à basse température : évaluation des performances du PET recyclé et de la biomasse
- Pipette multicanal open source imprimée en 3D, conforme à la norme ISO 8655
- Rouleau de bouteille scientifique Open Source
Initiatives couplées
- Pièces modifiées du pousse-seringue Open Source - par Dylan Lynch
- Pompe ouverte - Aide à fabriquer de meilleurs appareils pour les environnements de soins de santé et de laboratoire
- Ouvrir le pousse-seringue sur Hackaday par naroom - contrôlé par Arduino
- Le pousse-seringue OS de Will Patrick au MIT
- Projet d'extrudeuse de pâte Hedron
- Téléchargements de bases de données d'essai :
- Extrudeuse de pâte universelle
- Extrudeuse d'argile Bricoleur, Open Source
- Méthode E-steps-per-mm - Méthode de calcul des E-Steps-par-mm d'une extrudeuse basée sur le pousse-seringue Open Source.
- LVESPmm - Script Python avec interface graphique pour calculer les E-Steps-par-mm d'une extrudeuse basée sur le pousse-seringue Open Source.
Dans les nouvelles
- La science est devenue moins chère (et plus rapide) : une bibliothèque de conception permet aux chercheurs d'imprimer leurs propres pousse-seringues - Michigan Tech News
- Les médecins pourraient imprimer en 3D leurs propres outils pour une fraction du coût - Gizmodo, Gizmodo India , Gizmodo Australia , USA News
- Les pousse-seringues imprimés en 3D sont parfaits pour les scientifiques à court d’argent - Carte mère
- La conception d'un pousse-seringue imprimable en 3D réduit les coûts de laboratoire - Med Device
- Des pousse-seringues imprimés en 3D pourraient réduire le coût de la recherche scientifique
- L'impression 3D mène à une nouvelle avancée dans le domaine des équipements de laboratoire à fabriquer soi-même - Phys.org
- Équipement de laboratoire à fabriquer soi-même avec impression 3D - Nanowerk
- Des pousse-seringues imprimés en 3D pourraient réduire le coût de la recherche systématique - World News Source
- Les chercheurs peuvent désormais imprimer en 3D leurs propres pousse-seringues à l'aide d'un RepRap - 3Ders
- Faire de la science est devenu moins cher – et plus rapide – Science Codex
- RepRap : les équipements de laboratoire open source rendent la science moins chère – et plus rapide – Science 2.0
- Les pousse-seringues imprimés en 3D ne coûtent qu’une fraction des pompes traditionnelles - Impression 3D
- "Un autre jour, un autre ajout phénoménal à la liste des outils pratiques, sans battage médiatique, réels, tangibles et imprimables en 3D qui apporteront forcément des changements bienvenus. Cette fois, c'est la communauté scientifique qui peut chanter des louanges et lever ses verres comme ils sont sur le point de récolter les bénéfices – et d’économiser beaucoup – des pousse-seringues imprimés en 3D. »
- Faire de la science est devenu moins cher – et plus rapide – ECN
- Les médecins peuvent désormais imprimer des pousse-seringues en 3D pour une somme dérisoire - Softpedia
- 3DP mène à une autre avancée dans les équipements scientifiques de bricolage - Engineering.com
- Le monde médical pourrait devenir beaucoup moins cher grâce à l'impression 3D Inside 3DP
- Des pousse-seringues imprimés en 3D pourraient réduire le coût de la recherche scientifique - Electronic Engineering Journal
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- Les équipements de laboratoire imprimés en 3D étirent les budgets de recherche - Polymer Solutions Newsblog, Lab Manager
- De nouvelles conceptions open source rendent le travail de laboratoire abordable - The Lode
- La science est devenue moins chère (et plus rapide) - Les développements médicaux d'aujourd'hui
- Bibliothèque de pousse-seringues open source - Replicator World
- Pousse-seringue open source - Raspberrypi.org
- Pousse-seringue open source #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi - Adafruit
- Pousse-seringue open source - FreeIO.org
- Comment l'impression 3D peut réduire les dépenses médicales
- UNE BIBLIOTHÈQUE DE MODÈLES PERMET AUX CHERCHEURS D'IMPRIMER EN 3D LEURS PROPRES POMPE-SERINGUES - InfoHighTech (France)
- Le matériel Open Source est vendu par Kosteneinsparung Medizin revolutionieren - 3Druck (Allemagne)
- Pousse-seringue imprimé en 3D - What Next (Pologne)
- Bibliothèque de modèles d'impression 3D open source de pompe à injection pour aider les scientifiques à financer leurs provinces - Maker8 (Chine)
- 3D打印,模型库,注射泵,开源 - 中关村在线办公打印频道- oa.zol.com.cn (Zhongguancun Online (zol.com.cn) - le premier portail technologique chinois au monde, le portail professionnel de l'informatique le plus précieux commercialement de la Grande Chine .)
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- Une seringue matérielle ouverte imprimée en 3D rapporte une valeur de 800 millions de dollars, selon une étude - Industrie de l'impression 3D
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