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Scintille1.jpg
Dati del progetto
AutoriGerald C. Anzalone
Chenlong Zhang
Bas Wijnen
Paul G. Sanders
Joshua M. Pearce
PosizioneMichigan , Stati Uniti
Stato Progettato
Modellato
Prototipato
Verificato
Verificato daMAGGIOR PARTE
CostoUSD 1.194,13
Manifesto dell'OKHScaricamento
Dati di origine
TipoCarta

Citare come Riferimento alla citazione del documento originale.Gerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Paul G. Sanders e Joshua M. Pearce, " Stampa metallica 3D open source a basso costo " IEEE Access , 1, pp.803-810, (2013).

doi: 10.1109/ACCESS.2013.2293018 prestampa ad accesso aperto
Dati del dispositivo
Licenza hardwareCERN-OHL-S
CertificazioniInizia la certificazione OSHWA
L'Open Sustainability Technology Lab di Michigan Tech Contatta il Dr. Joshua Pearce presso Free Appropriate Sustainable Technology .
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Progresso tecnico nel prototipo rapido autoreplicante open source ( RepRap) ha consentito la rapida espansione di una forma distribuita di produzione additiva utilizzando materiali a base di polimeri. Tuttavia, la mancanza di un’alternativa metallica open source, gli elevati costi di capitale e la lenta produttività delle stampanti 3D metalliche commercializzate proprietarie ne hanno fortemente limitato l’implementazione. Le applicazioni delle stampanti 3D in metallo commercializzate sono limitate solo alla prototipazione rapida e ai prodotti finiti costosi. Ciò limita fortemente l’accesso alla tecnologia per le piccole e medie imprese, i paesi in via di sviluppo e per l’uso nei laboratori. Questo articolo riporta lo sviluppo di una stampante 3D in metallo open source <$ 2000. La stampante 3D in metallo è controllata con un microcontrollore open source ed è una combinazione di un saldatore MIG gas-metallo commerciale a basso costo e un derivato del Rostock, un deltabot RepRap. Vengono forniti la distinta dei materiali, gli schemi di progettazione elettrica e meccanica e le procedure di costruzione e funzionamento di base. Viene eseguita un'analisi tecnica preliminare delle proprietà della stampante 3D e dei prodotti in acciaio risultanti. Vengono discussi i risultati della stampa di parti metalliche funzionali personalizzate e vengono tratte conclusioni sul potenziale della tecnologia e sul lavoro futuro necessario per la distribuzione di massa di questa tecnologia.

Per l'ultima stampante 3D MOST metal RepRap vedere questo

Nuovo software: affettatrice e miglioramenti del processo per la stampa 3D in metallo open source basata su GMAW

Questa pagina fa parte di un progetto internazionale per utilizzare la stampa 3D RepRap per realizzare OSAT per lo sviluppo sostenibile Scopri di più
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Distinta materiali

ArticoloNumeroCosto (USD)Fonte
Tutte e 12 le parti stampate a 40 $/kg$12.00Rappresentante locale
Tutti gli elementi di fissaggio$2.00http://www.mcmaster.com/
Dado M390
Vite M3x10 mm12
Vite M3x12mm48
Vite M3x20mm12
Vite di fissaggio M3x8mm6
Lavatrice M3102
Dadi M86
Vite di fissaggio M83
Isolamento ceramico 152 mm x 152 mm1$ 4.00
Aste, cuscinetti e tirantihttp://www.amazon.com/
Asta liscia da 300 mm x 8 mm6$25.00
Asta in fibra di carbonio da 304,8 mm6$6.00
Cuscinetti 608zz6$2.40
Cuscinetti LM8UU6$6.00
Piccole fascette3$0.50
Tirante di chiusura24$ 8.00
Cintura T5 da 600 mm3$ 5.90http://www.polytechdesign.com/
Piastra in alluminio da 241 mm x 51 mm x 4 mm3$114.00Officina meccanica locale
Motore passo-passo NEMA17 (1,8 gradi, coppia di tenuta 5,5 kg-cm, cavo da 750 mm)3$39.00http://www.kysanelectronics.com/
Finecorsa meccanico3$3.33http://www.digikey.com/
Melzi Microcontroller board1$120.00http://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
Saldatrice MIG Millermatic 140 con impostazione automatica con carrello1$836.00http://www.millerwelds.com/
Alimentazione elettrica1$8.00(Riciclato)/Internet
Fili1$ 2.00(Riciclato)/Internet
Totale$1,194.13

Parti stampate

Metalp.png

Stampa questi file STL su qualsiasi versione di RepRap . Le parti rosse nell'immagine a destra sono le parti stampate. Lo SCAD se ne hai bisogno.

Costruzione

Nota per i creatori

Se hai già creato una RepRap in precedenza, sarà facile - se non hai familiarità con RepRap o Deltabot come il Rostock - istruzioni di costruzione più dettagliate sono disponibili nella pagina di costruzione MOST Prusa RepRap e nella Panoramica Delta Build:MOST . Questi collegamenti forniranno dettagli su come, ad esempio, intrecciare i fili o configurare il microcontrollore Melzi/Arduino. Questo concetto, tuttavia, non è limitato a questo design specifico e dovrebbe ovviamente funzionare per la maggior parte delle stampanti RepRap: hai solo bisogno della protezione ignifuga e del tuo saldatore... buona fortuna! Se riesci a farlo funzionare, ti preghiamo di inviarci un messaggio.

Preparazione iniziale

  1. Preparare tutti i materiali elencati nella distinta base
  2. Stampa tutti i componenti in plastica su una RepRap
  3. Alesare i fori delle viti M3 in ciascuna parte in plastica e pulire le trappole per dadi con un coltello affilato, adattandolo a tutte le viti e dadi M3

Costruzione a pilastro singolo

Particolare del fondo interno, che mostra il posizionamento del finecorsa
Particolare del fondo esterno
Particolare superiore
  1. Fissare il motore e la base in plastica con viti M3 X 10 mm con rondelle. Inserire due dadi M3 nei fermadadi delle viti di fissaggio nella puleggia, inserire senza stringere due viti di fissaggio M3 X 8 mm nella puleggia. Spingere la puleggia attraverso le aste del motore e serrare tutte le viti.
  2. Fissare l'interruttore di finecorsa al relativo supporto sulla base in plastica utilizzando viti M2 X 10 mm. Aggiungi un po' di resina epossidica per assicurarti che l'interruttore non si muova. Assicurarsi che la vite nel carrello si innesti nel braccio dell'interruttore. Regolare questa vite per impostare la posizione in cui il carrello impegna l'interruttore di finecorsa.
  3. Utilizzare un trapano o un coltello per pulire le aperture dell'asta, inserire 2 aste lisce parallele da 300 mm nei fori nella base in plastica, utilizzare una vite M3 X 12 mm con rondelle per fissare tutta l'asta per immobilizzare entrambe le aste.
  4. Immergere i cuscinetti LM8UU nell'olio per la lubrificazione, inserire 2 cuscinetti LM8UU nelle fessure della navetta di plastica e serrare saldamente ciascun cuscinetto con due piccole fascette. Far scorrere i cuscinetti LM8UU con le navette in plastica su ciascuna asta.
  5. Fissare l'estremità superiore delle aste parallele alla plastica superiore con viti M3 X 12 mm con rondelle. Utilizza la vite di fissaggio M8 e il dado M8 per fissare due cuscinetti 608zz nei fori centrali nella plastica superiore.
  6. Passare un'estremità della cintura T5 attraverso e attorno a un terminatore della cintura e tirare l'estremità della cintura attraverso l'altro terminatore. Avvolgere l'estremità della cinghia attorno alla puleggia. Avvolgere l'altra estremità della cinghia attorno ai cuscinetti 608zz. Collegare un terminatore alla navetta di plastica con cuscinetti LM8UU con una vite M3 X 10 mm con rondella. Fissare saldamente i terminatori con una piccola fascetta metallica.

3X

Questo pone fine alla costruzione a pilastro singolo. 3 pilastri dovrebbero essere costruiti in parallelo. Piastre in alluminio da 241 mm x 51 mm sono fissate sia alla parte inferiore che a quella superiore in plastica per conferire al telaio una forma prismatica triangolare .

Costruzione della piattaforma

  1. Epossidica le estremità del filo di collegamento sulle aste in fibra di carbonio su entrambe le estremità. Il set di viti e dadi M3 X 12 mm viene utilizzato per fissare le estremità del filo di collegamento alle navette in plastica. L'altra estremità è fissata al supporto del palco in plastica.
  2. Assicurarsi che le viti M3 siano avvitate senza stringere attraverso il foro nelle estremità del filo di collegamento in modo da consentire a ciascun braccio in fibra di carbonio di spostarsi liberamente in tutte le direzioni.
  3. 3 chiodi lunghi 5 cm sono infilati nel supporto della piattaforma in plastica per sostenere il vassoio in ceramica da 152 mm x 152 mm.

Elettronica

Fig. 2 Schema elettrico
  • Per lo schema elettrico vedere Fig. 2
  • I motori passo-passo e gli interruttori di finecorsa sono collegati ai terminali corrispondenti sulla scheda del microcontrollore, che è collegata al computer Linux con un cavo USB.
  • La scheda è alimentata con un alimentatore da computer riciclato.
  • Per controllare la saldatrice utilizziamo uno di questi relè collegato all'i/o ausiliario RAMPS e ai pin di alimentazione. Cambiando lo stato dei pin a cui è collegata la scheda si modifica lo stato del relè assegnato al pin attivato. I contatti del relè vengono quindi collegati in parallelo con l'interruttore a grilletto nell'impugnatura della pistola di saldatura. Attivando il grilletto della maniglia o il relè si attiverà la saldatrice. In questo modo è ancora possibile utilizzare la saldatrice come di consueto quando non è collegata alla stampante...

Sicurezza

  • L'attrezzatura di sicurezza si basa sui protocolli di sicurezza standard della saldatura MIG

Area di lavoro

  • Utilizza la tua stampante 3D in metallo su una superficie piana isolata dall'acqua e da materiali infiammabili.
  • Verificare di disporre di una messa a terra adeguata con una connessione metallo su metallo al substrato.
  • Assicurati che la bombola del gas sia sempre fissata a un supporto verticale o a un carrello e utilizza solo tubi del gas progettati per la saldatura.
  • Elimina il disordine dall'area di lavoro poiché pioveranno scintille ovunque. Ridurre al minimo il numero di cavi sotto i piedi per evitare di inciampare.
  • Esaminare regolarmente i tubi per individuare perdite, usura e collegamenti allentati e sostituire le linee difettose. Spruzzare con una miscela di acqua e sapone. Le bolle mostreranno perdite.
  • Garantire un'adeguata ventilazione dell'area di lavoro. I fumi di saldatura sono pericolosi. Nel garage di casa, lascia una porta o una finestra aperta e accendi un ventilatore come scarico per rimuovere i fumi dalla zona in cui respiri. Abbiamo utilizzato anche le mascherine.

Equipaggiamento di sicurezza

  • Indossare sempre occhiali di sicurezza mentre si è in laboratorio.
  • Quando stampi e/o guardi la stampante durante la stampa, indossa una maschera da saldatore/un casco per saldatura (auto-oscurante o oscurante con certificazione ANSI corrente) o guardala utilizzando una webcam. Non guardare la stampante con gli occhi non protetti!
  • Utilizzare pinze per raccogliere il supporto dopo la stampa o guanti di pelle spessi
  • Indossare sempre un camice da laboratorio ignifugo e guanti di pelle resistenti quando si maneggiano le parti stampate
  • Indossa scarpe di pelle - alte (le punte in acciaio sono un vantaggio).

La stampa 3D in metallo ti espone alla saldatura per periodi di tempo più lunghi rispetto al normale per la saldatura di routine. Dovresti assicurarti che tutta la pelle sia coperta da qualcosa per evitare "scottature solari".

Operazione

Il palco è controllato come una normale stampante 3D RepRap Delta. Per un'introduzione alla nomenclatura, prova questo . Scarica il firmware Repetier e il software host , utilizza Arduino per caricare il firmware sullo stage e configura Cura sull'host. Funzionerà su qualsiasi tipo di computer, ma consigliamo Debian gratuito e open source . I modelli possono essere creati e modificati con qualsiasi editor 3D, come OpenSCAD , Blender o un'applicazione CAD come FreeCAD (per un elenco più dettagliato di programmi CAD open source gratuiti vai qui. Il modello deve essere esportato come file STL. Questo viene caricato in Cura e suddiviso in un percorso utensile. Potrebbero essere necessari alcuni tentativi per ottenere tutte le impostazioni corrette. Il GCode viene salvato su disco e aperto con Repetier Host, che lo invia sullo stage. Quando la piattaforma raggiunge la pistola di saldatura, accendere la saldatrice collegando il cavo che porta all'interruttore (che deve essere tenuto premuto con una fascetta). Durante la stampa, prestare attenzione alla distanza tra la pistola e l'oggetto. Questo dovrebbe iniziare a circa 7 mm e rimanere lo stesso. Se aumenta, diminuire l'altezza dello strato o rallentare il movimento (questo può essere fatto durante la stampa con Repetier Host). Se diminuisce, fai il contrario.

Funzionalità sperimentali

Sebbene l'intera configurazione sia ancora altamente sperimentale, alcune parti sono più sperimentali di altre. Qui sono elencate alcune funzionalità che sono state testate con vari livelli di successo. Cura tenterà di regolare la "larghezza della linea" del filamento depositato modificandone la velocità di avanzamento. Attualmente il saldatore non supporta tale regolazione, quindi alcune parti ricevono più materiale di quanto dovrebbero, mentre altre ne ricevono meno. Per risolvere questo problema, è stato sviluppato un plugin per Cura che converte queste variazioni di velocità di avanzamento in variazioni di velocità dell'ugello. Il plugin può essere trovato con il file scad su github . Questo plugin supporta anche l'aggiunta di comandi personalizzati quando il viaggio finisce o inizia. Questo può essere utilizzato per attivare un relè per commutare l'alimentazione della saldatrice.

Guarda anche

Discussioni utili

Media

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Italia

  • Stampa 3D di metallo, open source e noccioline - Tom's Hardware

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Spagna

Dati della pagina
Parole chiaveosat , ottica open source , stampa 3D , hardware open source , stampante 3D in metallo , stampante 3D , stampa 3D in metallo
SDGSDG09 Innovazione e infrastrutture del settore
AutoriJoshua M. Pearce
LicenzaCC-BY-SA-3.0
AffiliazioniLA MAGGIOR PARTE , PERSONA
Linguainglese (it)
Cosa collega qui185 pagine
AliasStampante 3D in metallo open source , Stampante 3D in metallo open source, Stampante 3D in metallo open source
Traduzioniarabo , croato , ucraino , cinese , persiano , vietnamita , spagnolo , portoghese , giapponese , ceco
Impatto124,582
Creato22 novembre 2013 di Joshua M. Pearce
Modificata13 aprile 2023 di Felipe Schenone
Citare comeJoshua M. Pearce (2013–2023). "Stampante 3D in metallo open source" . Appropedia . Estratto il 15 settembre 2023 .
Query APIbase ,proprietà , semantica , html , file , altro
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