Progettazione di una stampante 3D Open-Source, a basso costo per l'estrusione di bioink e di fusione alimentare

Sommario

L'obiettivo di questo lavoro è quello di progettare e costruire una stampante tridimensionale di estrusione di fusione basata su serbatoio realizzata con componenti open source e a basso costo per applicazioni nell'industria biomedica e della stampa alimentare.

Abstract

La stampa tridimensionale (3D) è una tecnica di produzione sempre più popolare che consente di fabbricare oggetti altamente complessi senza costi di retooling. Questa crescente popolarità è in parte guidata dalla caduta delle barriere all'ingresso, come i costi di configurazione del sistema e la facilità d'uso. Il seguente protocollo presenta la progettazione e la costruzione di una stampante 3D Additive Manufacturing Melt Etrusion (ADDME) per la fabbricazione di parti e componenti personalizzati. ADDME è stato progettato con una combinazione di componenti stampati in 3D, tagliati al laser e di provenienza online. Il protocollo è organizzato in sezioni facili da seguire, con diagrammi dettagliati ed elenchi di parti sotto le intestazioni di inquadratura, asse y e letto, asse x, estrusione, elettronica e software. Le prestazioni di ADDME vengono valutate attraverso test di estrusione e stampa 3D di oggetti complessi utilizzando crema viscosa, cioccolato e F-127 pluronico (un modello per bioinks). I risultati indicano che ADDME è una piattaforma capace per la fabbricazione di materiali e costrutti per l'uso in una vasta gamma di settori. La combinazione di diagrammi dettagliati e contenuti video facilita l'accesso a apparecchiature a basso costo e facili da usare per gli individui interessati alla stampa 3D di oggetti complessi da una vasta gamma di materiali.

Introduzione

La produzione additiva è una potente tecnologia di produzione che ha il potenziale di fornire un valore significativo al paesaggio industriale¹,². Le caratteristiche interessanti della produzione additiva non comportano costi di utensili, elevati livelli di personalizzazione, geometrie complesse e riduzioni dei costi di ingresso. Nessun costo di riattrezzo consente la produzione rapida di prototipi, che è auspicabile quando si cerca di diminuire il "time to market", che è un obiettivo critico delle industrie delle nazioni sviluppate che cercano di rimanere competitive rispetto ai concorrenti a basso^sala....

Protocollo

AVVISO: C'è il rischio di ustioni causate da ferri da saldatura a caldo e cartucce di riscaldamento. La cartuccia di riscaldamento non deve mai essere alimentata quando non è fissata all'interno della giacca riscaldante. C'è anche il rischio di pizzicare o lacerazioni dall'asse della stampante 3D in movimento.

1. Panoramica e preparazione

NOTA: Figura 1A mostra un rendering generato dal computer della stampante e Figura 1B è una foto della stampante finita.

1. Procurarsi tutte le parti dalla Tabella dei Ma....

Risultati

Le prestazioni di ADDME durante la stampa 3D sono state valutate utilizzando una crema viscosa (150 mL, crema per le mani Nivea), cioccolato (Cadbury, latte semplice) e Pluronic F-127 (Sigma Aldrich). La crema viscosa e cioccolato sono stati utilizzati così com'è, e il Pluronic è stato sciolto in una soluzione wt 20% con acqua ultrapura e conservato in frigorifero a 5 gradi centigradi fino a quando necessario^14,15.

Discussione

Questo protocollo fornisce istruzioni dettagliate per la costruzione di una stampante 3D basata sull'estrusione di fusione a basso costo. La costruzione della stampante 3D può essere suddivisa in sottosezioni, tra cui telaio, asse y/letto, asse x, estrusore, elettronica e software. Queste sottosezioni sono presentate con diagrammi dettagliati, disegni, file ed elenchi di parti. Il prezzo totale di una stampante 3D ADDME arriva a 343 dollari AUD (245 USD a partire dal 01/17/2019), rendendolo la stampante 3D di fusione più.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
15 W 12V DC 50x100mm Riscaldatore flessibile in silicone	Banggood	1280175	opzionale; AU$4.46
Stampante 3D	Lulzbot		https://download.lulzbot.com/
Stampante 3D	Ultimaker Ultimaker	2+
AC 100-240V a DC 12V 5A 60W Alimentatore	Banggood	994870	AU$12.7
Acrilico Foglio Bianco Cast Continuo 1200x600mm	Mulford Plastics		AU$36.95
Chiavi a brugola	Metrico
Arduino MEGA2560 R3 con RAMPS 1.4 Controller	Geekcreit	984594	AU$28.91
Albero lineare in acciaio al carbonio 8mm x 350mm	Banggood	1119330	AU$13.44
Albero lineare in acciaio al carbonio 8mm x 500mm	Banggood	1276011	AU$19.42
Cioccolato	Cadbury
Computer con accesso a internet	Dell
Coupler 5-8mm	Banggood	1070710	AU$6.93
Crema per le mani	Nivea	80102
Cartuccia riscaldante	Creality 3D	1192704	AU$4.75
K Tipo Sensore di temperatura Termocoppia	Banggood	1212169	AU$2.37
Laser Cutter	trotec	Speedy 300	https://www.troteclaser.com/
M10 Filettatura da 1 mm Dado esagonale in metallo con passo + rondella	UXCELL		AU$8.84
M10 Tubo zincato con passo da 1 mm Lunghezza	400 mmUXCELL		AU $ 11,62
M2 - 0,4 mm filettatura interna inserti in ottone	Ebay		AU $ 5,65
M2 dadi	Suleve	1239291	AU $ 9,17
M2 x 10 mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1239291	AU $9,17
M2 x 5 mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1239291	AU $9,17
M3 - 0,5 mm Filettatura interna Inserti in ottone	Suleve	1262071	AU $ 7.5
M3 Dadi	Suleve	1109208	AU $ 7.85
M3 Rondella	Banggood 1064061		AU $ 3.05
M3 x 10 mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1109208	AU $ 7.85
M3 x 20mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1109208	AU $ 7.85
M3 x 6 mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1109208	AU$7.85
M3 x 8mm Viti esagonali a bottone	Suleve	1109208	AU$7.85
M4 x 8mm Viti esagonali a pulsante	Suleve 1273210		AU$4.32
Ago Luer Lock 18 - 27 Gauge	Terumo	TGA ARTG ID:	AU$3.57
NEMA 17 Stepper Motor	Casun	42SHD0001-24B	AU$54
NEMA Stepper Motor Staffa di montaggio	Banggood	ptNema17br90	AU$4.79
Cuscinetto flangia blocco cuscino 8mm	Banggood	KFL08	AU$5.04
PLA filamento	Creality 3D	1290153	AU$24.95
Pluronic F127	Sigma Aldrich	P2443-250G
SC8UU 8mm movimento lineare cuscinetto a sfere	Toolcool	935967	AU$21.6
SG-5GL Micro interruttore di fine corsa	Omron	1225333	AU$4.5
stazione di saldatura			Saldatura, fili, termorestringente ecc.
	Molla Banggood	995375	AU$2.53
Siringa 3ml Luer Lock Polipropilene	Brauhn	9202618N	AU$3.14
Puleggia dentata GT2 20 denti e cintura Set	Banggood	10811303	AU$11.48
trapezoidale e dado 8mm x 400mm	Banggood	1095315	AU$29.02
Chiave variabile

130227 Vite di comando