والهدف من هذا العمل هو تصميم وبناء طابعة ثلاثية الأبعاد للصهر القائم على الخزانات مصنوعة من مكونات مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة للتطبيقات في صناعات الطب الحيوي والطباعة الغذائية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصميم طابعة بيوينك بيوينك مفتوحة المصدر ومنخفضة التكلفة وطابعة البثق الغذائي
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) هي تقنية تصنيع شائعة بشكل متزايد تسمح بتلفيق الكائنات المعقدة للغاية دون تكاليف إعادة التجهيز. ويعزى هذا الانتشار المتزايد جزئيا إلى سقوط الحواجز أمام الدخول مثل تكاليف إنشاء النظام وسهولة التشغيل. يعرض البروتوكول التالي تصميم وبناء طابعة البثق المضافة (ADDME) ثلاثية الأبعاد لتصنيع الأجزاء والمكونات المخصصة. تم تصميم ADDME مع مزيج من المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد والليزر والمصدر عبر الإنترنت. يتم ترتيب البروتوكول في أقسام سهلة المتابعة ، مع رسومات تخطيطية مفصلة وقوائم أجزاء تحت عناوين التأطير ، والمحور ص والسرير ، س المحور ، البثق ، والالكترونيات ، والبرمجيات. يتم تقييم أداء ADDME من خلال اختبار البثق والطباعة ثلاثية الأبعاد للأشياء المعقدة باستخدام القشدة اللزجة والشوكولاته وPluronic F-127 (نموذج للبيوينك). وتشير النتائج إلى أن شركة أدمي هي منصة قادرة على تصنيع المواد والإنشاءات لاستخدامها في مجموعة واسعة من الصناعات. إن الجمع بين الرسومات التخطيطية التفصيلية ومحتوى الفيديو يسهل الوصول إلى معدات منخفضة التكلفة وسهلة التشغيل للأفراد المهتمين بالطباعة ثلاثية الأبعاد للكائنات المعقدة من مجموعة واسعة من المواد.
المقدمة
التصنيع المضافة هي تكنولوجيا تصنيع قوية لديها القدرة على توفير قيمة كبيرة للمشهد الصناعي1،2. السمات الجذابة للتصنيع المضافة لا تنطوي على تكاليف الأدوات ، وارتفاع مستويات التخصيص ، وهندستها المعقدة ، وانخفاض الحواجز أمام تكاليف الدخول. لا توجد تكاليف إعادة تجهيز تسمح بتصنيع سريع للنماذج الأولية ، وهو أمر مرغوب فيه عند محاولة تقليل "الوقت إلى السوق" ، وهو هدف حاسم للصناعات في الدول المتقدمة التي تحاول الحفاظ على قدرتها التنافسية ضد المنافسين ذوي الأجور المنخفضة1. مستويات عالية من التخصيص تسمح لمجموعة واسعة من المنتجات لتكون ملفقة مع هندستها المعقدة. عندما يتم الجمع بين هذه العوامل مع انخفاض تكاليف ا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تنبيه: هناك خطر الحروق الناجمة عن اللحام الساخن وخراطيش التدفئة. لا ينبغي أبدا أن تكون خرطوشة التدفئة بالطاقة عندما لا تكون مؤمنة داخل سترة التدفئة. هناك أيضًا خطر الضغط أو التمزقات من محور الطابعة ثلاثية الأبعاد المتحرك.
1. نظرة عامة وإعداد
ملاحظة: يعرض الشكل 1A تقديم الطابعة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر والشكل 1B هو صورة للطابعة النهائية.
- شراء جميع أجزاء من جدول المواد.
- انظر https://www.thingiverse.com/Addme/des....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم تقييم أداء ADDME أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام كريم لزج (150 مل، كريم يد نيفيا)، شوكولاتة (كادبوري، حليب عادي)، وبلوروينيك F-127 (سيغما الدريتش). تم استخدام كريم لزج والشوكولاته كما هي، وتم حل Pluronic في محلول 20٪ من الوزن النقي مع الماء فائق النقاء وتخزينها المبردة في 5 درجة مئوية حتى الحاجة14،15.
وشملت اختبار خط طباعة خيوط ذهابا وإيابا على لوحة بناء في نمط .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يوفر هذا البروتوكول إرشادات تفصيلية لإنشاء طابعة ثلاثية الأبعاد ذات تكلفة منخفضة. يمكن تقسيم بناء الطابعة ثلاثية الأبعاد إلى أقسام فرعية بما في ذلك الإطار ، والمحور ص / السرير ، والمحور العاشر ، والطارد ، والإلكترونيات ، والبرمجيات. يتم تقديم هذه الأقسام الفرعية مع رسومات تخطيطية مفصلة ورسومات وملفات وقوائم أجزاء. يصل السعر الإجمالي لطابعة ADDME ثلاثية الأبعاد إلى 343 دولارًا أستراليًا (245 دولارًا أمريكيًا اعتبارًا من 01/17/2019) ، مما يجعل هذه الطابعة الأرخص والمبنية على الخزانات من البثق ثلاثي الأبعاد معروفة حاليًا. و.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
شكر وتقدير
ولم يتلق هذا البحث أي منح محددة من وكالات التمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الهادفة للربح. شكر خاص لفلوريان شميتنر، ساندرو غوركا، جوريندر سينغ، فنسنت تران، ودومينيك فو لمساهمتهم في نموذج أولي سابق للتصميم.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 15 واط 12 فولت تيار مستمر 50x100mm سخان سيليكون مرن | Banggood | 1280175 | اختياري ؛ 4.46 دولار أسترالي |
| طابعة ثلاثية الأبعاد | Lulzbot | https://download.lulzbot.com/< / a> | |
| 3D طابعة | Ultimaker | Ultimaker 2 + | |
| AC 100-240V إلى DC 12V 5A 60W امدادات الطاقة | Banggood | 994870 | AU$12.7 |
| أكريليك ورقة بيضاء مستمرة المصبوب 1200x600mm | Mulford بلاستيك | AU$ 36.95 | |
| Allen Keys | Metric | ||
| Arduino MEGA2560 R3 مع منحدرات 1.4 وحدة تحكم | Geekcreit | 984594 | AU $ 28.91 |
| رمح خطي من الصلب الكربوني 8 مم × 350 مم | Banggood | 1119330 | 13.44 دولار أسترالي |
| رمح خطي من الصلب الكربوني 8 مم × 500 مم | Banggood | 1276011 | 19.42 دولارا أستراليا |
| شوكولاتة | كادبوري | ||
| مع إمكانية الوصول إلى الإنترنت | Dell | ||
| Coupler 5-8mm | Banggood | 1070710 | 6.93 دولار أسترالي |
| اليد | Nivea | 80102 | |
| خرطوشة التدفئة | Creality 3D | 1192704 | AU $ 4.75 |
| K نوع مستشعر درجة الحرارة Thermocouped | Banggood 1212169 | 2.37 دولار أسترالي | |
| قاطع ليزر | trotec | Speedy 300 | https://www.troteclaser.com/< / a > |
| M10 1 مم خيط الملعب الجوز المعدني عرافة + غسالة | UXCELL | AU $ 8.84 | |
| M10 1 مم أنبوب مطلي بالزنك بطول | 400 ممUXCELL | AU $ 11.62 | |
| M2 - 0.4mm إدراج النحاس الخيط الداخلي | Ebay | $ 5.65 | |
| M2 صواميل | Suleve | 1239291 | AU $ 9.17 |
| M2 × 10 مم مسامير سداسية زر | Suleve | 1239291 | AU $ 9.17 |
| M2 × 5 مم مسامير سداسية زر | Suleve | 1239291 | AU $ 9.17 |
| M3 - 0.5mm إدراج النحاس الخيط الداخلي | Suleve | 1262071 | 7.5 دولار أسترالي |
| M3 المكسرات | Suleve | 1109208 | 7.85 دولار أسترالي |
| M3 غسالة | Banggood | 1064061 | 3.05 دولار أسترالي |
| M3 × 10 مم زر مسامير سداسية | Suleve | 1109208 | 7.85 دولار أسترالي |
| M3 × 20 مم زر مسامير سداسية | Suleve | 1109208 | 7.85 دولار أسترالي |
| M3 × 6 مم زر مسامير عرافة | Suleve | 1109208 | AU $ 7.85 |
| M3 × 8mm مسامير سداسية الزر | Suleve | 1109208 | 7.85 دولارا |
| M4 × 8 مم مسامير سداسية الزر | Suleve | 1273210 | 4.32 دولارا أستراليا |
| إبرة لور 18 - 27 مقياسا | Terumo | TGA معرف ARTG: | 3.57 دولارا أستراليا |
| NEMA 17 محرك متدرج | Casun | 42SHD0001-24B | AU $ 54 |
| NEMA قوس تركيب المحرك السائر | Banggood | ptNema17br90 | AU$ 4.79 |
| وسادة كتلة شفة تحمل 8 مم | Banggood | KFL08 | AU $ 5.04 |
| جيش التحرير الشعبى الصينى | خيوط Creality 3D | 1290153 | 24.95 دولار أسترالي |
| Pluronic F127 | Sigma Aldrich | P2443-250G | |
| SC8UU 8 مم محمل كروي خطي | الحركة Toolcool | 935967 | 21.6 دولارا أستراليا |
| SG-5GL Micro Limit Switch | Omron | 1225333 | AU $ 4.5 |
| لحام ، أسلاك ، يتقلص الحرارة إلخ. | |||
| Spring | Banggood | 995375 | 2.53 دولارا أستراليا |
| حقنة 3 مل لوير لوك بولي بروبيلين | براون | 9202618N | AU$ 3.14 |
| التوقيت GT2 20 مجموعة أسنان وحزام | Banggood | 10811303 | 11.48 دولارا أستراليا |
| برغي وصمولة الرصاص شبه المنحرفة 8 مم × 400 مم | Banggood | 1095315 | AU$ 29.02 |
| البراغي |
المراجع
- Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., Rosenberg, M. How Virtualization, Decentralization and Network Building Change the Manufacturing Landscape: An Industry 4.0 Perspective. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Information and Communication Engineering. 8 (1), (....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
