El objetivo de este trabajo es diseñar y construir una impresora tridimensional de extrusión de fusión basada en reservorios hecha de componentes de código abierto y de bajo costo para aplicaciones en las industrias biomédica y de impresión de alimentos.
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Artículo de método
Diseño de una impresora 3D de extrusión de biotinta y fusión de alimentos de código abierto y bajo costo
* These authors contributed equally
En este artículo
Resumen
Resumen
La impresión tridimensional (3D) es una técnica de fabricación cada vez más popular que permite fabricar objetos muy complejos sin costes de reconfiguración. Esta creciente popularidad está impulsada en parte por la caída de las barreras de entrada, como los costos de configuración del sistema y la facilidad de operación. El siguiente protocolo presenta el diseño y la construcción de una impresora 3D Additive Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) para la fabricación de piezas y componentes personalizados. ADDME ha sido diseñado con una combinación de componentes impresos en 3D, cortados por láser y de origen en línea. El protocolo se organiza en secciones fáciles de seguir, con diagramas detallados y listas de piezas bajo los encabezados de enmarcado, eje Y y cama, eje X, extrusión, electrónica y software. El rendimiento de ADDME se evalúa mediante pruebas de extrusión e impresión 3D de objetos complejos utilizando crema viscosa, chocolate y Pluronic F-127 (un modelo para biotintas). Los resultados indican que ADDME es una plataforma capaz para la fabricación de materiales y construcciones para su uso en una amplia gama de industrias. La combinación de diagramas detallados y contenido de vídeo facilita el acceso a equipos de bajo costo y fáciles de operar para personas interesadas en la impresión 3D de objetos complejos a partir de una amplia gama de materiales.
Introducción
La fabricación aditiva es una potente tecnología de fabricación que tiene el potencial de aportar un valor significativo al paisaje industrial1,2. Las características atractivas de la fabricación aditiva implican sin costos de herramientas, altos niveles de personalización, geometrías complejas y barreras reducidas a los costos de entrada. Ningún costo de reacondiciono permite la rápida fabricación de prototipos, lo cual es deseable cuando se trata de disminuir el "tiempo de comercialización", que es un objetivo crítico de las industrias en las naciones desarrolladas que tratan de seguir siendo competitivos contra los co....
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Protocolo
ADVERTENCIA: Existe el riesgo de quemaduras causadas por soldadores en caliente y cartuchos de calefacción. El cartucho de calefacción nunca debe alimentarse cuando no se ha asegurado dentro de la chaqueta de calefacción. También existe el riesgo de pellizcar o lacerar desde el eje de la impresora 3D en movimiento.
1. Visión general y preparación
NOTA: La Figura 1A muestra una representación generada por ordenador de la impresora y la Figura 1B es una foto de la impresora terminada.
- Procurar todas las piezas de....
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Resultados
El rendimiento de ADDME durante la impresión 3D se evaluó utilizando una crema viscosa (150 ml, crema de manos Nivea), chocolate (Cadbury, leche normal) y Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). La crema viscosa y el chocolate se utilizaron tal cual, y el Pluronic se disolvió en una solución de 20% wt con agua ultrapura y se almacenó refrigerado a 5oC hasta que fue necesario14,15.
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Discusión
Este protocolo proporciona instrucciones detalladas para construir una impresora 3D basada en extrusión de fusión de bajo costo. La construcción de la impresora 3D se puede dividir en subsecciones, incluyendo marco, eje Y/cama, eje X, extrusor, electrónica y software. Estas subsecciones se presentan con diagramas detallados, dibujos, archivos y listas de piezas. El precio total de una impresora 3D ADDME llega a $343 AUD ($245 USD a partir del 01/17/2019), lo que la convierte en la impresora 3D de extrusión de fusión más .......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Esta investigación no recibió ninguna donación específica de agencias de financiación en los sectores público, comercial o sin fines de lucro. Agradecimiento especial a Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran y Dominik Vu por su contribución en un prototipo anterior del diseño.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Calentador de silicio flexible de 15 W 12V DC 50x100mm | Banggood | 1280175 | opcional; AU$4.46 |
| Impresora 3D | Lulzbot | https://download.lulzbot.com/ | |
| Impresora 3D | Ultimaker | Ultimaker 2+ | |
| AC 100-240V a DC 12V 5A 60W Fuente de alimentación | Banggood | 994870 | AU$12.7 |
| Acrílico Lámina Blanco Fundición Continua 1200x600mm | Mulford Plásticos | AU$36.95 | |
| Allen Keys | Métrico | ||
| Arduino MEGA2560 R3 con RAMPS 1.4 Controlador | Geekcreit | 984594 | AU$28.91 |
| Eje lineal de acero al carbono 8mm x 350mm | Banggood | 1119330 | AU$13.44 |
| Eje lineal de acero al carbono 8mm x 500mm | Banggood | 1276011 | AU$19.42 |
| Chocolate | Cadbury | ||
| Computadora con acceso a internet | Acoplador Dell | ||
| 5-8mm | Banggood | 1070710 | AU$6.93 |
| Crema de Manos | Nivea | 80102 | |
| Cartucho Calentador | Creality 3D | 1192704 | AU$4.75 |
| Termopar Sensor de Temperatura Tipo K Banggood | 1212169 | AU$2.37 | |
| Cortadora | trotec | Speedy 300 | https://www.troteclaser.com/ |
| M10 Tuerca hexagonal de metal con rosca de paso de 1 mm + arandela | UXCELL | AU$8.84 | |
| M10 Tubo galvanizado de paso de 1 mm de 400 mm de longitud | UXCELL | AU$11.62 | |
| M2 - Insertos de latón con rosca interna de 0.4mm | Ebay | AU$5.65 | |
| Tuercas | M2 Suleve | 1239291 | AU$9.17 |
| M2 x 10 mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1239291 | AU$9.17 |
| M2 x 5mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1239291 | AU$9.17 |
| M3 - Insertos de latón con rosca interna de 0.5mm | Suleve | 1262071 | AU$7.5 |
| Tuercas M3 | Suleve | 1109208 | AU$7.85 |
| Arandela M3 | Banggood | 1064061 | AU$3.05 |
| M3 x 10mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1109208 | AU$7.85 |
| M3 x 20mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1109208 | AU$7.85 |
| M3 x 6mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1109208 | AU$7.85 |
| M3 x 8mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1109208 | AU$7.85 |
| M4 x 8mm Tornillos hexagonales de botón | Suleve | 1273210 | AU$4.32 |
| Aguja Luer Lock 18 - 27 Calibre | Terumo | TGA ARTG ID: | AU$3.57 |
| NEMA 17 Motor paso a paso | Casun | 42SHD0001-24B | AU$54 |
| Soporte de montaje de motor paso a paso NEMA | Banggood | ptNema17br90 | AU$4.79 |
| Cojinete de brida de bloque de almohada 8 mm | Banggood | KFL08 | AU $ 5.04 |
| Filamento PLA | Creality 3D | 1290153 | AU $ 24.95 |
| Pluronic F127 | Sigma Aldrich | P2443-250G | |
| SC8UU 8mm Rodamiento de bolas de movimiento lineal | Toolcool | 935967 | AU$21.6 |
| SG-5GL Micro Interruptor de límite | Omron | 1225333 | AU$4.5 |
| Estación de soldadura | Soldadura, alambres, termorretráctil, etc. | ||
| Resorte Banggood | 995375 | AU$2.53 | |
| Jeringa 3ml Luer Lock Polipropileno | Brauhn | 9202618N | AU$3.14 |
| Polea de Distribución GT2 Juego de 20 Dientes y Correa | Banggood | 10811303 | AU$11.48 |
| Tornillo y tuerca trapezoidal 8mm x 400mm | Banggood | 1095315 | AU$29.02 |
| Llave Variable |
Referencias
- 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), (....
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Reimpresiones y permisos
