Tässä artikkelissa käydään läpi yksinkertaisen laitekotelon suunnittelu ja toteutus.

 

Laitteen käyttötarkoituksena on toimia magneettisena sekoitusalustana (stirplate) yhdessä erlenmeyer-lasin sekä magneettisen sekoitussauvan kanssa. Tämä laite on varsin yleinen laboratorioissa missä eri kemikaaleja sekoitetaan pitkiä aikoja. Laite on kuitenkin todella yksinkertainen, jolloin sen toteuttaminen onnistuu kotikonstein; laitteen sisällä oleva moottori pyörittää kahta magneettia, jotka ovat asetettuina eri polariteetein magneettisen sekoitussauvan mukaan.

 

Suunnittelu

 

Kotelon suunnittelu aloitettiin eri komponenttien mitoittamisella sekä niiden sommittelulla kotelon sisälle. Laite tulee koostumaan PWM-nopeussäätimestä, virtakytkimestä ja -liittimestä, 140mm laitetuulettimesta sekä siihen kiinnitetystä magneettipidikkeestä.

 

Suunnittelun alussa hahmotettiin komponenttien paikat työpöydälle sijoittaen ja työntömitalla mitaten. Kotelon syvyys määräytyi laitetuulettimen leveyden mukaan, joka tässä tapauksessa oli 140mm. Laitetuulettimen viereen kotelon toiseen reunaan asennettaisiin PWM-nopeussäädin, joka yhdessä laitetuulettimen kanssa määräävät leveyden. Kotelon korkeus määräytyi laitetuulettimen paksuuden sekä sen päälle asennettavan magneettipidikkeen (ja magneettien) paksuuden mukaan.

 

Laitetuuletin sekä nopeussäädin kiinnitettäisiin ruuvikiinnityksellä koteloon ja niiden kiinnitys suunniteltiin seuraavaksi. Laitetuuletin kiinnitetään pohjan läpi neljällä uppokantaruuvilla. Pohjaan mallinnettiin näille ruuveille aukot sekä upotukset. Nopeussäätimen kiinnitys tapahtuisi kotelon pohjaan ylhäältä päin, joten sille mallinnettiin neljä koroketta mihin kupukantaiset ruuvit kiinnitetään. Korokkeiden sijainti piti määrittää nopeussäätimen potentiometrin mukaan, jotta sen sauva tulisi oikealle etäisyydelle kotelon etulaidasta. Komponentista ei löytynyt mittakuvia, joten mittojen määritys tapahtui työntömitalla. Sauvan läpiviennin reikä voidaan huoletta mallintaa hiukan liian suureksi, koska se tulee peittymään sauvaan kiinnittyvällä nupilla. Nopeussäätimen yläpuolelle päätin sijoittaa virtakytkimen. Nopeussäätimen reikä mallinnettiin määrämittaisena sen kierteiden mittojen mukaan. Määrämittaisten läpivientien mitat pyrin tekemään melko tiukoiksi, koska FDM-tekniikan rajoitteet yleensä aiheuttavat reiän yläreunaan valumia jyrkän tulostuskulman ja/tai siltautumisen vuoksi. Nämä reiät työstän tulostuksen loputtua askelporanterällä käsin avartamalla, jolloin tulostusongelmat eivät estä komponentin asennusta.

 

On huomioitava ettei käsin jälkikäteen muokattavissa alueissa ole liian ohuet seinämävahvuudet tai työstettävä materiaali liian vähäistä. Mikäli tulostetusta kappaleesta käsin poistetaan liikaa materiaalia, on vaarana kappaleen liiallinen heikentyminen. Tämä edellä mainittu ongelma tuli esille huonoimmalla mahdollisella tavalla nopeussäädintä kiinnittäessä, silloin kiinnitysruuvia kiristettäessä yksi laitteen kiinnityskorokkeista repeytyi irti kotelon alaosasta. Tämänkaltaisia ongelmia voidaan välttää lisäämällä mallintamisvaiheessa kiinnityskorokkeen tyveen pieni pyöristys, joka tukee koroketta. Lisäksi on hyvä valita muoveille soveltuvia ruuveja, jotka ovat harva- ja syväkierteisiä, sekä yleensä itseporautuvia. Lujuutta vaativiin ruuviliitoksiin voidaan myös soveltaa ruuvi-inserttejä.

 

Tarkoituksena oli, että laitetuulettimeen kiinnitettävä magneettipidike olisi helposti vaihdettavissa, joten siihen suunniteltiin napsautusliitoksella oleva pidike. Tämän avulla voitiin sovittaa eri magneettiasetuksia käytetyn sekoitussauvan mukaan. Laitetuulettimesta poistettiin siivet ja niiden tilalle pidike liimattaisiin kiinni.

 

Kotelon kannen mallinnuksessa pyrittiin ottamaan 3D-tulostuksen vahvuuksia paremmin irti ja suunniteltiin kanteen upotus, mikä vastasi laitteen kanssa käytettävän erlenmeyer-lasin pohjan muotoja. Upotus parantaisi kotelon ulkonäöllistä yksilöllisyyttä sekä auttaisi lasin kohdistamista alustaan. Lisäksi kotelon alaosan nurkkiin mallinnettiin pienet tapit, joilla kotelon kansi pysyisi paikoillaan.

 

Tulostus ja jälkikäsittely

 

Kotelo päätettiin tulostaa PLA:sta, koska sen käpristyminen on paremmin hallittavissa ABS-muoviin verrattuna. Kotelon kansi tulostettiin ensimmäisenä. Tulostuksessa käytettiin 0.6mm suutinta, ja kerrospaksuutena oli 0.15mm. Näillä valinnoilla päästiin kohtuulliseen tulostusnopeuteen suhteessa tulostuslaatuun. Tulostuksen alkuvaiheessa havainnoitiin, että tulostuksessa käytetty musta väri loppuisi ennen tulostuksen päättymistä. Materiaalin loppumisesta ei koidu ongelmia, koska uusi materiaali voitiin työntää heti vanhan materiaalin perään. Ja koska kappale on kohtuullisen iso, ei mahdollisen ilmakuplan sijoittuminen esillä olevaan pintaan ole täten kovin todennäköistä. Ainoa ongelma oli se ettei vastaavaa mustaa materiaalia ollut, joten tulostusta jatkettiin oranssilla materiaalilla. Värivaihtelu loi kotelolle lisää yksilöllistä ilmettä. Kotelon pohja tulostettiin vastaavilla asetuksilla ja valkoisella PLA:lla. Laitetuulettimen pidike tulostettiin 0.4mm suuttimella ja 0.12mm kerrosvahvuudella, koska kappaleelle haluttiin hiukan parempi tarkkuus.

 

Kuva 1. Materiaalin vaihtuminen

 

Kuva 2. Ensimmäinen versio

 

Tulostusprosessissa jouduttiin pitämään pieni tauko, koska tilatut magneetit eivät olleet saapuneet. Magneettien saavuttua pystyttiin mitoittamaan ja mallintamaan niille pidike. Magneettien oli tarkoitus kiinnittyä laitetuulettimen pidikkeeseen napsautusliitoksella. Napsautusliitos osoittautui kuitenkin liian tiukaksi ja sen irroittaminen oli todella työlästä. Magneettipidike päätettiin toteuttaa yhdeksi kiinteäksi kokonaisuudeksi laitetetuulettimen kanssa. Tämän avulla pystyttiin madaltamaan suunniteltua koteloa hiukan. Lisäksi nopeussäätimen ja virtakytkimen sovitustestauksessa kävi ilmi, että niiden käyttäminen oli hankalaa läheisyyksiensä vuoksi. Kotelon alaosa mallinnettiin uudelleen ja siihen toteutettiin seuraavat parannukset: virtakytkin sijoitettiin kotelon takaosaan virtaliittimen viereen, kotelon korkeutta madallettiin ja nopeussäätimen kiinnityskorokkeita vahvistettiin. Lopullisen sovituksen ja testauksen jälkeen kotelo lakattiin käyttäen mattaa spraylakkaa.

Kuva 3. Toinen versio ja sisukset

 

Kuva 4. Valmis kotelo

 

Kuva 5. Sekoitusalusta toiminnassa

 

Toteutettu kotelo toimii hyvin nykyisessä käyttötarkoituksessa. Jatkokehitysajatuksena pidettiin voimakkaamman moottorin hankkimista sekä uuden vaihdettavan magneettipidikkeen suunnittelua.

 

Terveisin,

Maker3D

Keijo Johansson

 

Katso video ja lue kuinka Ultimaker 2 Plus -3D-tulostinta käytetään museossa luiden tulostamiseen.

Naturalis Biodiversity Center hollannissa päätti täydentää Tyrannosaurus Rexin puutteellisesta luurangosta vasemman jalan 3D-tulostamalla.

Katso video:

https://youtu.be/EP5DVCdMo48

Tai lue artikkeli täältä: https://ultimaker.com/en/blog/20312-3d-printing-a-tyrannosaurus-rex-skeleton​

 

Tavarat on pakattu Vantaan Energia -areenalta sekä tulostimet, materiaalit, 3d-skannerit ja kaikki muukin aiheeseen liittyvä irtaimisto on taas löytänyt paikkansa Hernesaaren tiloistamme. On aika hieman lämmitellä Expojen jälkilöylyissä.

Ensireaktiomme osoittautui vääräksi, kun messualueelle saavuttuamme totesimme tapahtuman hiljaiseksi. Kyseessähän oli siis alan messut ja näin ollen niin kävijät kuin myös esilleasettajat olivat hyvin perillä 3d-tulostamisesta ja kaikesta sen oheistoiminnasta. Kävijämäärältään pienet, tietomäärältään suuret messut, sanottakoon näin. Kuhinaa riitti joka standilla.

Kahden päivän messuilla riitti ihmisiä tungokseen asti. Ultimaker-koneet keräsivät uteliaita katseita ja tulihan siinä esittelyjen sivussa kauppaakin koneista tehtyä. SLA-tekniikkaa edustava Formlabs Form2 taas vakuutti tarkkuudellaan ja erilaisilla materiaalivaihtoehdoillaan. Nämä ominaisuudet vetosivat enemmän vierailijoihin, jotka suunnittelivat hankkivansa koneen ammattikäyttöön. Formin Castable-materiaali, joka on tarkoitettu valumuotiksi, sai monet koruvalmistajat innostumaan. Tämänkertaisten messujen hitiksi osastollamme nousi kuitenkin Mass Portal Grand Pharaoh XD -tulostin. Kolmella yhtäaikaa tulostettavalla värillä sekä kosketusnäytöllä varustettu laite keräsi kiitosta niin mekaanisista ratkaisuistaan kuin tulostusjäljestään. Alla olevassa kuvassa Pharaoh’lla messuilla tulostamamme kaksivärinen taideteos.

 

 

Ensimmäiseksi alan messuksi Suomessa tapahtuma oli onnistunut. Lähdimme expoille verkostoitumaan, esittelemään tavaraa, myymään palvelujamme sekä tutkimaan alan uusimpia keksintöjä – tässä kaikessa onnistuttiin. Suosittelemme tulevia expoja lämpimästi ja oletamme alan kasvaessa myös tapahtuman kasvavan. Nähdään ensi vuonna!

Loppukevennyksenä vielä messuilta bongattu Höganäs AB:n tulostama pultti. Pultti on tulostettu metallista ja se on rakenteeltaan ontto. Kohtuu kevyttä!

Kirjasto seuraa aikaansa - Lauantai 23.4. klo 12-16 Sellon kirjasto

Kirjastot ovat alkaneet tarjoamaan 3D-tulostamista. Ensimmäinen kysymys on kirjastoissa vain kirjarivejä nähneellä luonnollisesti -”Miksi?” Hieman yllättäen vastaus on, että kirjastojen yhtenä tehtävänä onkin tuoda uusia sovelluksia sekä tekniikoita asiakkaidensa käyttöön. Kirjastojen henkilökuntaa koulutetaan siten, että heillä olisi valmiudet 3D-tulostamisen opastamiseen riippumatta asiakkaan tietotaito-tasosta. Tämä mahdollistaa täyden ummikonkin pääsyn 3D-tulostamaan.

Lauantaina 23.4 järjestämme yhdessä Sellon kirjaston kanssa koulutustapahtuman, jossa asiantuntijamme Jarkko Lohilahti (Maker3D) sekä Joni Kumpulainen (Kreativo Akademy) ovat neuvomassa ja opastamassa kävijöille 3D-tulostamista. Koulutuksessa käydään läpi 3D-tulostamisen prosessi aina kappaleen mallintamisesta tulosteen jälkikäsittelyyn. Koulutuksen jälkeen järjestetään keskustelutilaisuus, jossa kokeneemmatkin tulostajat voivat esittää kysymyksiä asiantuntijoille.

Espoon Sellon kirjasto, Turun pääkirjasto, Helsingin kirjastojen kaupunkiverstas, Helsingin Elielinaukion Kymppikirjasto ja Kirkkonummen kirjasto ovat maamme edelläkävijöitä 3D-tulostamisen eteenpäin viemisessä yleiseen hyötykäyttöön. Edellämainituissa kirjastoissa voi varata muutamien tuntien mittaisia 3D-tulostusaikoja.

Tervetuloa lauantaina Sellon kirjaston 3D-tulostus -tapahtumaan! 

Lisää aiheesta:

Espoo:

http://www.helmet.fi/fi-FI/Kirjastot_ja_palvelut/Sellon_kirjasto/Tapahtumat/3DPaja(91933)
http://www.helmet.fi/fi-FI/Kirjastot_ja_palvelut/Sellon_kirjasto/Sellon_omat/Sellon_Paja__meilla_saa_tehda(1977)

Helsinki:

http://www.kaupunkiverstas.fi/3d-tulostus/

Turku:

http://www.auranaallot.fi/uutiset/paikallinen/kirjaston-3d-tulostin-kiinnostaa
http://www.turku.fi/uutinen/2016-03-18_kirjasto-siirtyy-3d-aikaan

Kirkkonummi:

http://www.kreativo.fi/3d-tulostin-kirjasto/

Lue kuinka Orbis käyttää Ultimaker 2 -3D-tulostinta apuna valokuitukaapeleiden jakajarakenteiden toteutuksessa.

Orbis on erikoistunut tiedonsiirtotuotteisiin, kuten valokaapeleiden ja valokuitupaneelien valmistamiseen asiakkaiden tarpeiden mukaan. Orbis hankki käyttöönsä Ultimaker 2 -3D-tulostimen helpottaakseen räätälöityjen tuotteiden valmistamista.

"Kun monikuituiseen optiseen kaapeliin lisätään teollisesti liittimet, tarvitaan rakenne, joka erottelee kuidut toisistaan sekä muodostaa vedonpoiston. Tätä jakajakomponenttia kutsutaan usein sen englanninkielisellä nimellä Fan-outiksi. Orbis on aloittanut 48 ja 96 kuituisten kaapeleiden jakajien valmistuksen hankkimallaan 3D-tulostimella."

Lue koko tarina osoitteesta:
http://www.orbis.fi/blogi/3d-tulostus-mahdollistaa-orbiksen-48-96-kuidun-valmiskaapelit

Katso video kuinka Kirkkonummen kirjasto on laajentanut toimintaansa hankkimalla Ultimaker 2 -3D-tulostimen työpajakäyttöön.

http://areena.yle.fi/1-3100726

Lue hyvin yksityiskohtainen artikkeli Formlabsin uudesta Form 2 SLA -3D-tulostimesta.

Artikkelissa 3D-tulostin puretaan ja laitteen jokainen tekninen yksityiskohta käydään huolella läpi. Artikkelissa on eroteltuina koneen tärkeimmät komponentit ja niiden tehtävät tulostusprosessissa.

http://www.bunniestudios.com/blog/?p=4641

Huomioitavaa on, että artikkelissa käytetty kone on prototyyppi, joten joitain muutoksia laitteen tekniseen toteutukseen on voitu tehdä tulostimen kaupalliseen versioon.

Nyt kun messut on paketissa ja kevätaurinkokin aina vain voimakkaammin paistelee suomalaisiin konepajoihin, on hyvä aika muistella menneitä ja suunnitella tulevaa.

Messut olivat osaltamme menestys. Tavoite oli lyhyesti esitellä 3d-tulostusta mahdollisimman monelle, ja tässä onnistuttiin hyvin. Tapahtuman lopullinen kävijämäärä 8338 näkyi standillamme tasaisena ihmisvirtana kaikkina kolmena päivänä. 3d-tulostin ei odotetusti ollut CNC jyrsimiin tottuneille koneistajille mikään vanha tuttu, mutta esimerkiksi teollisuuden kunnossapitoon sillä näytti heti olevan lukuisia eri sovellutuskohteita. Yhteinen kieli löytyi, kun todettiin jyrsimen poistavan ja tulostimen lisäävän materiaalia.

Kustomoitujen erikoisosien valmistus, on perinteisin menetelmin ollut hintavaa, mutta tulostuspalvelumme Maker 3D:n tarjoama mahdollisuus piensarjojen tuotantoon 3d-tulostamalla sai monet lähettämään tarjouspyyntöjä jo samana päivänä.

Ultimaker tulostinten kirkkaat ledit, sekä erikoiset tulostettavat kappaleet keräsivät ihmettelijöitä. Kappaleiden lujuus, materiaalien edullisuus, sekä tulostustarkkuus keräsi kiitosta. –”Näillähän voi nykyään tehdä oikeita töitäkin”, totesi eräskin messuvieras.

Myös opetusalalta oli ihmisiä liikkeellä. Heitä kiinnosti erityisesti koulutuspalvelumme Kreativo Akademyn palvelut.

Ultimaker on julkaissut myyntiin päivityspaketin vanhemmille Ultimaker 2 -3D-tulostinperheen koneille.

Päivityspaketin avulla voit muuntaa Ultimaker 2 tai Ultimaker 2 Extended -3D-tulostimesi uudeksi Ultimaker 2 plus -3D-tulostimeksi. Tai voit käyttää päivityspakettia huoltopakettina vanhoille tulostimille.

Paketti sisältää muunmuassa:

• Uuden välitetyn syöttömoottorin, joka mahdollistaa helpommat materiaalinvaihdot, sekä voimakkaamman materiaalinsyötön.
• Vaihdettavat suuttimet. Helposti vaihdettavat 0.25mm, 0.4, 0.6 sekä 0.8mm suuttimet.
• Uudelleen suunniteltu tulostuspää ja optimoitu tuuletus.

 

Maker3D osallistuu Tampereen Messukeskuksessa järjestettäviin Konepaja 2016 -messuille 15.3.-17.3.2016.

Meidät löydät 3D-tulostamisen erikoisalueelta osastolta 555. Esittelemme tapahtumassa palvelukonseptiamme, sekä lanseeraamme uuden Formlabs Form 2 3D-tulostimen Suomen markkinoille. Osastollamme näet myös huippusuositun Ultimaker -tulostinperheen uusimmat mallit.

 

Formlabs Form 2 perustuu yleisesti käytetystä FDM tekniikasta poiketen stereolitografia (SLA) tekniikkaan, jossa 140 mikronin kokoinen laserpiste kovettaa nestemäistä hartsia. SLA on yksi tarkimmista 3D-tulostustekniikoista. Form 2 voidaan asettaa tulostamaan 25-200 mikronin z-resoluutio tarkkuudella, näin saadaan valittua paras tulostusjälki eri tulosteille sekä materiaaleille.

 

https://www.youtube.com/watch?v=Ak4kgiSvgN8​

Ystävällisin Terveisin,

Sami Häppäri
Maker3D