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Laboratório aberto de tecnologia de sustentabilidade da Michigan Tech Entre em contato com o Dr. Joshua Pearce em Tecnologia sustentável gratuita e apropriada .
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Fonte

Gerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Paul G. Sanders e Joshua M. Pearce, “Impressão de metal 3-D de código aberto de baixo custo” Acesso IEEE (no prelo). DOI: 10.1109/ACCESS.2013.2293018 pré-impressão em acesso aberto

Abstrato

O progresso técnico na comunidade para replicar protótipos rápidos em código aberto ( RepRap ) permitiu a expansão rápida de uma forma de fabricação aditiva usando materiais à base de polímeros. No entanto, a falta de uma alternativa de código aberto em metais, e os altos custos de conjuntos de capital com o lento rendimento das impressoras 3-D de metal proprietárias foram severamente restringidos em sua implementação. As aplicações das impressoras 3-D de metal comercializadas estão limitadas a apenas protótipos rápidos e produtos finais de alto preço. Isso restringiu severamente o acesso a esta tecnologia para pequenas e médias empresas, laboratórios e o mundo em desenvolvimento. Este documento informa sobre o desenvolvimento de uma impressora 3-D de metal desenvolvida em código aberto que custaria <$2000(USD). A impressora 3-D de metal é controlada por um microcontrolador de código aberto e é uma combinação de solda de gás e metal de baixo custo com um derivado de 'Rostock', um deltabot de RepRap. A lista de materiais, esquemas para projeto elétrico e mecânico, e os procedimentos básicos de construção e operação são fornecidos. Uma análise técnica preliminar das propriedades da impressora 3-D e dos produtos de aço resultantes foi realizada. Os resultados de impressões personalizadas de peças metálicas funcionais são discutidos, e as conclusões derivam do potencial da tecnologia e do futuro trabalho necessário para uma distribuição massiva desta tecnologia.

Lista de Materiais

ArtigoNúmeroCosto(USD)Fonte
Todas as 12 peças impressas @ $40(USD)/kgUS$ 12,00RepRap Local
Todos Los SujetadoresUS$ 2,00http://www.mcmaster.com/
Tuerca M390
Tornilho M3x10 mm12
Tornilho M3x12mm48
Tornilho M3x20mm12
Tornillo de Ajuste M3x8mm6
Arandela M3102
Tuerca M86
Tornilho de Ajuste M83
Isolamento Cerâmico de 152mm x 152mm1US$ 4,00
Varillas, Cojinetes e Lazoshttp://www.amazon.com/
Barra Lisa de 300mm x 8mm6US$ 25,00
Varinha de Fibra de Carbono de 304,8mm6US$ 6,00
Rodamentos 608zz3US$ 1,20
Rodamentos LM8UU6US$ 6,00
Pequeno Lazo de Alambre3US$ 0,50
Puntas para Lazo de Alambre24US$ 8,00
Correa T5 de 600mm3US$ 5,90http://www.polytechdesign.com/
Placa de Alumínio 241mm x 51mm x 4mm3US$ 114,00Loja de Máquinas Local
Motor Paso a Paso NEMA17 (1,8 graus,5,5kg-cm Par de Retencion, Alambre de 750mm)3US$ 39,00http://www.kysanelectronics.com/
Interruptor de limite mecânico3US$ 3,33http://www.digikey.com/
Placa Microcontroladora Melzi1US$ 120,00http://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
Millermatic 140: Soldador MIG de Configuração Automática com Carrito1US$ 836,00http://www.millerwelds.com/
Fonte de Alimentação1US$ 8,00(Reciclado)/Internet
Álamo1US$ 2,00(Reciclado)/Internet

TotalUS$ 1.192,93

Peças Impressas

Metalp.png

Imprima esses arquivos STL em qualquer sabor de RepRap. As peças de cor vermelha na imagem à direita da página são as partes impressas. O SCAD é necessário .

Construção

Nota aos Fabricantes

Se você construiu um RepRap no passo, esta parte será fácil - se você não está familiarizado com RepRaps ou Deltabots como o 'Rostock' - instruções mais detalhadas de construção estão disponíveis na página do MOST Prusa RepRap e no Delta Build geral Visão geral: A MAIORIA .

Este conceito, sem embargo, não se limita apenas a este projeto e deveria trabalhar para a prefeitura das impressoras RepRap -

Preparação Inicial

  1. Prepare todos os materiais na lista de materiais
  2. Imprima todos os componentes de plástico em um RepRap
  3. Escarie os agujeros para os tornillos M3 em cada peça de plástico e limpe os trampas de cada tuerca com um cuchillo afilado, Haz que encaje a todos os tornillos e tuercas M3

Construção de Pilar Soltero

Detalhe do interior da parte inferior, mostra a localização do interruptor de limite
Detalle externo da parte inferior
Detalhes superiores
  1. Conecte o motor e a base de plástico com parafusos M3 X 10mm com arandelas. Insira duas argolas M3 nas travas da argola de fixação na haste, insira livremente as argolas de M3 X 8 mm na haste. Empurre a haste através das barras do motor e abra todos os parafusos.
  2. Coloque o interruptor de limite em seu suporte na base de plástico usando parafusos M2 X 10mm. Certifique-se de que a faixa no término da corrente engancha o braço do interruptor.
  3. Use um taladro ou um cuchillo para limpar as aberturas das varillas, insira 2 barras lisas paralelas de 300mm nos encaixes da base de plástico, use o tornillo M3 X 12mm com arandelas para fixar todas as varillas e desmontar as duas varillas.
  4. Coloque os cojinetes LM8UU em óleo para lubrificação, insira 2 rodas LM8UU nas ranhuras da lançadora de plástico e feche firmemente cada roda com dois pequenos laços de fio. Corte as cojinetes LM8UU com as lâminas de plástico em cada uma das varilhas.
  5. Fixe a extremidade superior das varillas paralelamente no plástico superior com tornillos M3 X 12mm com arandelas. Utilize o parafuso de fixação M8 e a trava M8 para fixar os rodízios 608zz nos encaixes centrais do plástico superior.
  6. Passe uma extremidade da correia T5 através e ao redor do inverno da corrente e tire a cola da fita através do feriado marcado. Bucle el final de la cinta que tem o feriado marcado alrededor de la polea com la bandera en el mismo lado que el suporte del tope final. Coloque a outra extremidade da correia ao redor dos cojinetes 608zz. Conecte o terminador marcado à lanzadera de plástico com rodamentos LM8UU com um tornillo M3 X 10mm e arandela. Aperte firmemente as terminações com uma pequena abraçadeira de arame.

3X

Isso encerra a construção de um pilar soltero. 3 pilares devem ser construídos em paralelo. Placas de alumínio de 241mm X 51mm são unen em ambas as partes inferior e superior de plástico para fazer o marco em uma forma de prisma triangular .

Construção da plataforma

  1. Epoxi las puntas para los lazos de alambre a las varillas de fibra de carbono en ambos extremos. Use um torniquete M3 X 12mm e uma fivela de fixação para prender as pontas às lançadeiras de plástico. A outra extremidade é sujetada no suporte da plataforma de plástico.
  2. Certifique-se de que os parafusos M3 estão levemente roscados passando pelo agujero na extremidade do laço de arame de maneira que permite que cada braço de fibra de carbono se desloque livremente em todas as direções.
  3. 3 tuercas largas de 5cm são roscadas no suporte da plataforma de plástico para suportar a bandeja de cerâmica de 152 mm X 152 mm.

Componentes Elétricos

Fig. 2 Diagrama de Cableado
  • Para o diagrama de cabeamento vea Fig.
  • Os motores de passo e os interruptores de limite são conectados aos terminais correspondentes da placa do micro driver, que está conectado a um computador Linux com um cabo USB.
  • A placa é alimentada por uma fonte de energia reciclada de um computador.

Segurança

  • O equipamento de segurança é baseado nos protocolos padrão de segurança de solda MIG [1]

Área de Trabalho

Fig. 2 Diagrama de Cableado
  • Para o diagrama de cabeamento vea Fig.
  • Os motores de passo e os interruptores de limite são conectados aos terminais correspondentes da placa do micro driver, que está conectado a um computador Linux com um cabo USB.
  • A placa é alimentada por uma fonte de energia reciclada de um computador.
  • O equipamento de segurança é baseado nos protocolos padrão de segurança de solda MIG [2]

Área de trabalho

  • Utilize a impressora 3D de metal sobre uma superfície plana isolada de água e materiais inflamáveis.
  • Verifique se você tem uma conexão de terra adequada com um metal na conexão de metal com seu substrato.
  • Certifique-se de que o cilindro de gás esteja seguro em um suporte vertical ou em um carro o tempo todo e utilize apenas mangueiras de gás projetadas para a soldagem.
  • Elimine a desordem da zona de trabalho na medida em que ela se espalhe por todas as partes. Minimize o número de cabos abaixo dos pinos para evitar tropeços.
  • Examine regularmente as mangueiras quanto a fugas, desgaste ou conexões flutuantes e substitua as linhas defeituosas. Rocíe com uma mistura de jabón e água. Observando burbujas e hay fugas.
  • Certifique-se de uma ventilação adequada na área de trabalho. Os vapores de solda são perigosos. Em uma garagem de casa, deixe uma porta ou janela aberta e feche um ventilador de caixa como um escape para eliminar a umidade de sua zona de respiração. Nós também usamos máscaras.

Equipamento de Segurança

  • Use gafas de segurança em todos os tempos do laboratório.
  • Ao imprimir ou olhar para a impressora enquanto imprime, use uma máscara de solda / casco de solda automática (auto-escuridão ou sombra com certificação ANSI correta) ou observe a impressora usando uma webcam. Não mire a impressora com os olhos sem proteção!
  • Use pinzas para recuperar o substrato após a impressão ou luvas de couro cru
  • Sempre use bata de laboratório resistente às lhamas e luvas de couro de trabalho pesado ao manipular peças de impressão
  • Use zapatos de cuero - de alta tapas (punteras de acero son un bono).

A impressão Metal 3D expõe a solda por períodos de tempo mais longos do que uma solda de rotina. Você deve ter certeza de que toda a sua pele está coberta por algo para evitar "quemaduras de sol".

Operação

A placa é controlada como uma impressora normal no 3D RepRap Delta. Para uma introdução à nomenclatura tratar este . Baixe o firmware e o software do host do Repetier , use o Arduino para carregar o firmware na placa e configure o Cura no host. Isso funciona em qualquer tipo de computador, mas é recomendado o livre e o código aberto Debian .

Os modelos podem ser criados e modificados com qualquer editor de 3-D, como OpenSCAD , Blender ou um aplicativo de CAD como FreeCAD (para obter uma lista mais detalhada de programas de código CAD aberto gratuitamente, vá aqui . O modelo deve ser ser exportado como um arquivo STL. Que é carregado no Cura e em rodajas em uma bandeja da ferramenta. É possível que você possa tomar várias tentativas para obter todas as configurações corretas. El GCode é guardado no disco e é aberto com um Host Repetier , que o enviará para a plataforma. Quando a plataforma estiver próxima à pistola de solda, abra a soldadora conectando o cabo que vai ao interruptor (que será pressionado com um laço de fio).

Enquanto a impressão estiver passando, preste atenção à distância entre a pistola e o objeto. A distância deveria começar aproximadamente a 7mm e deveria permanecer igual. Se aumentar, você diminuirá a altura da capa ou retrocederá o movimento (isso pode ser feito durante a impressão com o Repetier Host). Se você diminuir, faça o contrário.

Recursos Adicionais

Discussões úteis

Meios de Comunicação

Mídia dos EUA

Mídia Internacional

Grã-Bretanha

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China

França

Alemanha

Índia

Itália

Japão

Lituânia

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Romênia

Rússia

Dados da página
AutoresLeão A.
LicençaCC-BY-SA-3.0
LinguagemInglês (pt)
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Impacto1.082
Criada16 de dezembro de 2013 por leo a.
Modificado2 de março de 2022 por script de página
Citar comoLeão A. (2013–2022). "Código aberto Impresora 3-D para Metais" . Apropédia . Recuperado em 3 de novembro de 2023 .
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