이 작업의 목적은 생물 의학 및 식품 인쇄 산업의 응용 프로그램에 대한 오픈 소스 및 저가 구성 요소로 만든 저수지 기반 용융 압출 3 차원 프린터를 설계하고 구성하는 것입니다.
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방법 논문
오픈 소스, 저비용 바이오 잉크 및 식품 용융 압출 3D 프린터 설계
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
3차원(3D) 프린팅은 매우 복잡한 물체를 개조 비용 없이 제작할 수 있는 점점 더 인기 있는 제조 기술입니다. 이러한 인기증가는 부분적으로 시스템 설정 비용 및 작동 용이성과 같은 진입 장벽이 떨어짐에 의해 주도됩니다. 다음 프로토콜은 맞춤형 부품 및 부품 제작을 위한 적재제조 용융 압출(ADDME) 3D 프린터의 설계 및 시공을 제공합니다. ADDME는 3D 프린팅, 레이저 컷 및 온라인 소스 구성 요소의 조합으로 설계되었습니다. 이 프로토콜은 프레임, y축 및 침대, x축, 압출, 전자 및 소프트웨어의 제목 아래에 상세한 다이어그램 및 부품 목록과 함께 따라하기 쉬운 섹션으로 정렬됩니다. ADDME의 성능은 점성 크림, 초콜릿 및 Pluronic F-127 (바이오 잉크 모델)을 사용하여 복잡한 물체의 압출 테스트 및 3D 프린팅을 통해 평가됩니다. 결과는 ADDME가 광범위한 산업에서 사용하기 위한 재료 및 구성의 제조를 위한 유능한 플랫폼임을 나타냅니다. 상세한 다이어그램과 비디오 콘텐츠의 조합은 다양한 재료의 복잡한 물체의 3D 프린팅에 관심이 있는 개인을 위해 저비용, 작동이 간편한 장비에 쉽게 접근할 수 있도록 합니다.
서론
적화제조는 산업환경에 상당한 가치를 제공할 수 있는 강력한제조기술1,2. 적층 제조의 매력적인 특징에는 툴링 비용, 높은 수준의 사용자 지정, 복잡한 형상 및 진입 비용 에 대한 장벽 감소가 포함되지 않습니다. 시제품 의 신속한 제조를 위한 비용 조정 비용은 없으며, 이는 저임금 경쟁업체와의 경쟁력을 유지하려는 선진국 산업의 중요한 목표인 "시장 출시 시간"을 줄이려고 할 때 바람직합니다1. 높은 수준의 사용자 정의 기능을 통해 다양한 제품을 복잡한 형상으로 제작할 수 있습니다. 이러한 요인이 셋업, 재료 및 작업자 전문화에 대한 낮은 비용과 결합될 때, 첨가제 제조 기술의 명확한 가치가 있다3.
3D 프린팅이라고도 하는 적층 제조에는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 시스템3에서개체의 레이어별 제작이 포함됩니다. 시트 나 재료 블록에서 재료를 제거하는 밀링과 같은 기존의 CNC 프로세스와 달리 3D 프린팅 시스템은 원하는 구조에 재료를 레이어별로 추가합니다.
3D 프린팅은 레이저, 플래시....
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프로토콜
주의: 뜨거운 납땜 인두 및 가열 카트리지로 인한 화상의 위험이 있습니다. 가열 재킷 내부에 고정되지 않은 경우 가열 카트리지에 전원을 공급해서는 안됩니다. 또한 움직이는 3D 프린터 축에서 꼬집거나 열상이 발생할 위험이 있습니다.
1. 개요 및 준비
참고: 그림 1A는 프린터의 컴퓨터 생성 렌더링을 보여 주며 그림 1B는 완성된 프린터의 사진입니다.
- 재료 표에서모든 부품을 조달합니다.
- 레이저 절단 할 모든 아크릴 부품에 대한 https://www.thingiverse.com/Addme/designs 참조하십시오. 6mm 아크릴이 사용중이거나 프레임이 함께 맞지 않도록 하십시오. 레이저 커터는 재료를 절단하기 위해 고에너지 레이저를 사용합니다. 전문 점포가 선호됩니다.
- 모든 3D 인쇄 부품은
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결과
3D 프린팅 시 ADDME의 성능은 점성 크림(150 mL, 니베아 핸드 크림), 초콜릿(캐드버리, 플레인 밀크), 플루로닉 F-127(시그마 알드리히)을 사용하여 평가하였다. 점성 크림과 초콜릿을 있는 것으로 사용하고, 플로론을 20% wt 용액에 초순수로 용해시키고 필요14,15까지5°C에서 냉장 보관하였다.
라인 테스트는 두께 나 일관성과 같은 개별 필라멘트 특성을 평가하기 위해 기본 패턴으로 빌드 플레이트에 필라멘트를 앞뒤로 인쇄하는 것을 포함했습니다. 줄 테스트는 아래 수학1과 같이 gcode라는 일련의 이동 명령으로 만들어졌습니다. 돌출할 재료의 양은 수학2를 사용하여 찾을 수 있습니다. 사용된 인쇄 매개변수는 표 1에서
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토론
이 프로토콜은 저비용 용융 압출 기반 3D 프린터를 구성하기 위한 자세한 지침을 제공합니다. 3D 프린터의 구성은 프레임, y축/침대, x축, 압출기, 전자 제품 및 소프트웨어를 포함한 하위 섹션으로 나눌 수 있습니다. 이러한 하위 섹션은 자세한 다이어그램, 도면, 파일 및 부품 목록과 함께 제공됩니다. ADDME 3D 프린터의 총 가격은 $343 AUD (2019년 01월 17일 기준 미화 245달러)로, 현재 알려진 가장 저렴한 저수지 기반 용융 압출 3D 프린터입니다. 레이저 컷, 3D 프린팅 및 기성 품 부품을 사용하여 이 장치를 간단하게 제조할 수 있도록 하는 것이 목적이었습니다. 이 장치의 기능은 유기적으로 형성된 물체의 라인 테스트 및 3D 프린팅을 통해 입증되었습니다. 생물 의학 및 식품 산업과 같은 다양한 응용 분야에 ADDME의 적용성은 점성 크림, 초콜릿 및 Pluronic F-127 (바이오 잉크의 모델로)를 사용하여 입증되었습니다.
ADDME의 구성에 사용.......
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공개 사항
저자는 공개 할 것이 없다.
감사의 글
이 연구는 공공, 상업 또는 비영리 부문의 자금 조달 기관으로부터 특정 보조금을 받지 못했습니다. 플로리안 슈미트너, 산드로 고르카, 구린더 싱, 빈센트 트란, 도미닉 부에게 특별한 감사를 전하며, 디자인의 초기 프로토타입에 기여한 공로를 인정받아 주었습니다.
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재료
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| 3D 프린터 | Ultimaker | Ultimaker 2+ | |
| AC 100-240V - DC 12V 5A 60W 전원 공급 장치 | Banggood | 994870 | AU$12.7 |
| 아크릴 시트 화이트 연속 캐스트 1200x600mm | 멀포드 플라스틱 | AU$36.95 | |
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| 탄소강 선형 샤프트 8mm x 500mm | Banggood | 1276011 | AU$19.42 |
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| 컴퓨터 | Dell | ||
| 커플러 5-8mm | Banggood | 1070710 | AU$6.93 |
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| 납땜 스테이션 | 땜납, 전선, 열수축 등 | ||
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| 가변 스패너 |
참고문헌
- 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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재인쇄 및 허가
