本文探讨了一种新的开源方法,用于开发和制造几乎适用于任何实验室的高质量科学设备。注射泵使用免费提供的开源计算机辅助设计 (CAD) 软件进行设计,并使用开源RepRap 3-D 打印机和现成零件进行制造。设计、物料清单和装配说明在全球范围内可供任何希望使用它们的人使用。详细介绍了 CAD 软件和 RepRap 3-D 打印机的使用。还说明了使用(部分开源)Raspberry Pi计算机作为无线控制设备。对注射泵的性能进行了评估,并详细介绍了评估所用的方法。整个系统(包括控制器和基于网络的控制界面)的成本约为 5% 或更少,低于购买具有类似性能的商用注射泵的成本。该设计应满足需要注射泵的特定研究活动的需求,包括仔细控制试剂、药物的剂量以及粘性 3D 打印机介质的输送等应用。
- 线性执行器和泵服务器的源代码位于此处:https://github.com/mtu-most/linear-actuator
- 如果您要定制自己的泵,则需要在此处找到 MOST SCAD 库文件:https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries将它们全部下载并将它们放在与泵文件相同的文件夹中-- 那么SCAD将正确编译。
- 例如 STL 文件,请参见https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
- 另请参阅:Lynch 开源注射泵修改- 包括 1) 逃生机构,用于在不运行电机的情况下移动推块,2) 打开注射器夹以方便拆卸,3) 带 EasyDriver 的 Arduino 控制。
- 要计算此类项目工作的价值,请参阅:量化开源硬件开发的价值
材料和工具
如何构建开源注射泵
控制器:连接和校准
这是使用Franklin控制设备的描述。最新版本可免费在 Github 上获取。
(本文描述了最初实现的电子设备。此方法不再维护。现在建议使用 RepRap 3-D 打印机控制器,例如 RAMPS 或 Melzi,您可以在线获取并通过 Franklin 来控制设备。原始说明可在“讨论”选项卡中找到。)
电机必须连接到控制板上用于第一轴(通常称为 X)的端子。在 Franklin 中,加载您拥有的电路板的配置文件,然后设置配置文件并校准泵:
将注射器稍微拉出一个大标记。然后用小步将注射器推向较大的标记,使柱塞准确地位于标记上。(由于存在间隙,您希望仅通过推动来完成整个过程。)
单击主页按钮将位置设置为 0。
进一步推动,直到到达另一个标记(距离越大越好)。确保最后执行小步骤,以确保仅通过推动来完成。
记录当前位置。
将报告的毫米数乘以耦合除以标记之间的毫升数。这是该注射器的正确耦合值。
泵现在可以使用了。您可以使用 x 位置条目手动移动它,或者上传移动 X 坐标的 G 代码以按照预编程模式移动它。一个简单的 G 代码示例是:
最小泵速
最小泵量为电机单步;多少取决于注射器的尺寸。这里,丝杠的螺距为 0.8mm,电机每转转 3200 微步,因此柱塞移动一步为 0.8mm/3200=250nm。25ml注射器的横截面约为4cm²,因此一步是这些的乘积,即0.1mm³=0.1μL。
泵的速度没有最小值,但如果接近步长,流量将呈明显的步长,而不是连续的。例如,如果您想要 1μL/min,则它将每 6 秒执行一步。
也可以看看
- Lynch 开源注射泵修改- 包括 1) 逃生机构,用于在不运行电机的情况下移动推块,2) 打开注射器夹以方便拆卸,3) 带 EasyDriver 的 Arduino 控制
- 开源实验室
- 使用免费的开源硬件构建研究设备
- 开源科学
- 开源光学
- OSAT 的开源 3D 打印
- 开源硬件
- 注射泵文献综述
- 开源 3D 打印章动混合器
- 用于光电测量的 3D 打印开源双轴万向架系统
- Ystruder:具有传感和监控功能的开源多功能挤出机
- 开源数字可复制实验室级秤
- 用于低温干燥的开源真空烘箱设计:回收 PET 和生物质的性能评估
- 开源 3D 打印符合 ISO 8655 的多道移液器
- 开源科学滚瓶器
耦合举措
- 改进的开源注射泵零件- 作者:Dylan Lynch
- 开泵- 帮助制造更好的医疗保健和实验室环境设备
- 由 naroom 在 Hackaday 上打开注射泵- Arduino 控制
- 威尔·帕特里克 (Will Patrick) 在麻省理工学院的操作系统注射泵
- Hedron 膏体挤出机项目
- 试用数据库上传:
- 通用糊料挤出机
- Bricoleur 粘土挤出机,开源
- E-Steps-per-mm 方法- 基于开源注射泵计算挤出机 E-Steps-per-mm 的方法。
- LVESPmm - 带有 GUI 的 Python 脚本,用于计算基于开源注射泵的挤出机的每毫米 E 步数。
在新闻中
- 科学变得更便宜(更快):设计库让研究人员打印自己的注射泵- 密歇根科技新闻
- 医生可以以一小部分成本 3D 打印自己的工具- Gizmodo、Gizmodo 印度、Gizmodo 澳大利亚、美国
- 3D 打印注射泵非常适合资金紧张的科学家- Motherboard
- 3D 打印注射泵设计降低实验室成本- Med Device
- 3D打印注射泵可以降低科学研究成本- Gizmag
- 3D 打印带来了自制实验室设备的另一项进步- Phys.org
- 使用 3D 打印自制实验室设备- Nanowerk
- 3D 打印注射泵可以降低系统研究的成本- 世界新闻来源
- 研究人员现在可以使用 RepRap 3D 打印自己的注射泵- 3Ders
- 科学研究变得更便宜、更快- Science Codex
- RepRap:开源实验室设备使科学更便宜、更快- Science 2.0
- 3D 打印注射泵的成本仅为传统泵的一小部分- 3D Print
- “又一天,实用的、不炒作的、真实的、有形的 3D 打印工具清单又增加了一个惊人的成员,这些工具必将带来一些可喜的变化。这一次,科学界可以歌颂并举杯庆祝。他们即将获得 3D 打印注射泵的好处并节省大量费用。”
- 科学研究变得更便宜、更快- ECN
- 医生现在可以以微薄的价格 3D 打印注射泵- Softpedia
- 3DP 引领 DIY 科学设备的又一进步- Engineering.com
- 借助 3D 打印Inside 3DP,医疗世界可能会变得更加便宜
- 3D打印注射泵可以降低科学研究成本——《电子工程杂志》
- 密歇根理工大学提供 3D 打印实验室装备的免费设计- Technology Century
- 3D 打印实验室设备延长了研究预算- 聚合物解决方案新闻博客,实验室经理
- 新的开源设计使实验室工作变得经济实惠- The Lode
- 科学变得更便宜(更快) ——当今的医学发展
- 开源注射泵库- Replicator World
- 开源注射泵- Raspberrypi.org
- 开源注射泵 #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi - Adafruit
- 开源注射泵- FreeIO.org
- 3D 打印如何减少医疗费用- Nation Swell
- 模板库允许研究人员以 3D 方式打印他们自己的注射泵- InfoHighTech(法国)
- 开源硬件由 Kosteneinsparung Medizin Revolutionieren 出售- 3Druck(德国)
- 3D 打印注射泵- 下一步(波兰)
- 注射泵开源3D打印模型库帮助科学家省钱- Maker8(中国)
- 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 (中关村在线(zol.com.cn) - 全球第一中文科技门户、大中华区最具商业价值的IT专业门户.)
- Científicos ahorran millones en Equipment con simple invento - 电子在线(西班牙语)
- 研究发现 3D 打印开放式硬件注射器价值 8 亿美元- 3D 打印行业
- “开放硬件”先驱推动低成本实验室套件- 自然新闻