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开源


介绍

看一下BCN3D Sigma文件,你可能会发现许多功能和设计细节,将产生大量的问题。为什么他们会有一个双独立挤出机?为什么要用铝框架?自定义电子吗?我们不想只是上传一个CAD文件,一些gerber和固件文件。我们想向社区解释我们选择的解决方案,这些解决方案的“幕后”。

beplay体育客户端下载BCN3D Technologies是属于FundacióCIM的部门。最后一个实体是一段长时间经验丰富的技术中心,位于巴塞罗那,主要专业从事先进的制造业。自90年代后期以来,Fundacio CIM拥有SLA和SLS快速原型机。

Fundació作为一个非营利性基金会,其目标之一是在该地区传播技术知识。Fundació CIM为来自该大学的学生(大部分来自UPC)提供了一个真实的体验,但更重要的是,它为加泰罗尼亚和西班牙的公司提供了看到、学习甚至订购他们自己负担不起的制造技术服务的可能性。

RepRapBCN报道

SLS制造机器在FundacióCIM仓库中

这似乎与BCN3D Sigma没有任何关系,但实际上是它存在的主要原因。当我们开始在2011年的Repapbcn下的REPRAP项目中工作时,通过用杆,螺栓和螺母的杆和螺母制成的那些小机器的简单,游客感到惊讶。他们能够看到在大型快速原型机中不可见的东西:该部件是如何制造的。

RepRapBCN报道

在基金会CIM仓库中间的REPRAPBCN将REPRAP机器显示为访客

但他们也看到了一些不受欢迎的东西:在密集使用时,这些重新装修机器是不可靠的。而且,外交换的质量远离专业技术结果。此外,还有严重的几何局限性,因此无法产生许多真实零件。这些访客都没有成为用户:他们做了更好的功能。

大姐妹,SLS和SLA的影响以及访客的建议让我们试图解决这些问题缩短专业快速成型机与RepRapBCN机之间的距离。然而,在开始发明新机器之前,我们会尽力获得最佳的重新概念。

BCN3D +在2013年设计。可以使用两种挤出机开始打印进行升级。在那一刻,它并不常见一个具有两个HotEnds的打印机,但重新划分项目中有足够的信息来获取机制和固件适应所做的。所以我们这样做了。

BCN3D +

双重打印机
BCN3D+双挤出机升级

结果有点令人失望。我们实现了用两种材料印刷的事实,但是我们在这个过程中有很多其他的问题:车厢重,最后的部分质量低于单挤出机印刷。校准过程是复杂的,不能理解的新用户。最后,当另一个喷嘴工作时,怠速喷嘴的渗出会影响到该部位。

如您所知,到那时,3D打印是最追随的技术,炒作极端。到2014年中期,我们意识到BCN3D +无法满足拥抱该技术的新客户。所以我们开始了一个新的设计。
现在很有趣,以记住Sigma的第一个概念:在铝型材中制作的立方机。清楚和升级BCN3D +的东西。

但是,中断的观点是我们的首席工程师发现了一个用独立喷嘴印刷的YouTube中的视频。该概念能够解决我们在BCN3D +中尝试的双挤出机升级的许多问题。最后,我们发现了一些可能让这些游客成为未来用户,大姐妹RP机器更大。在大量销售时,我们只需要这样做。仅有的…

所有的设计过程都是由双打印概念调节的。我们需要比组装的铝型材更坚固,所以我们设计了这种铝制焊接框架。我们需要轻松校准更复杂的架构,然后我们添加了一个能够通过该过程引导用户的LCD触摸屏。我们需要能够规则6轴和可靠的电子产品,所以我们设计了定制电子产品...机器上的所有内容都旨在使这款独立的双挤出机易于操作,理解和维护。

bcn3d sigma。IDEX:独立双挤出机

在特定的存储库中,您将在那些使这个双重挤出机系统的解决方案中找到技术细节,并且文件将支持此解释。beplay体育50不能提现?

预览BCN3D Sigma

力学

github标志

这个存储库中的是什么?

此存储库将保存有关BCN3D Sigma的机制的所有信息。
作为宣布的开源组织,它在我们的任务中释放所有原始设计文件,以便能够学习,重用和改进。开源不仅意味着代码,它还涉及硬件。

由于我们以前在3D印刷业的经验,来自社区,我们的工程背景和与供应商的狭隘合作,我们已经设法设计和制造了BCN3D Sigma。我们的目标是为我们到目前为止所获得的专业知识的决策是合理的。

我们还为那些想要检查BCN3D Sigma的核心的人提供源文件。您可以查阅CAD文件和技术图纸。

3D打印机地图

概念设计

在概念设计阶段,我们设置了一个明确的目标,确定了整个设计和决定:BCN3D Sigma是专业的打印机

美学

它必须看起来像一个专业的设备。我们以前的打印机采用铝挤出型材和塑料印刷零件制成。这对面向制造商或学校的打印机来说是一种意义,作为套件销售。但是,在这种情况下,美学是一个主要的球员。因此,我们采用了焊接铝制框架,使Sigma允许独特而有吸引力的3D打印机。

多国

作为专业打印机,它必须尽可能多的材料印刷。不仅适用于需要坚韧的灵活,功能聚合物的工程师,而且对于需要审美部件的设计师而言。但是,材料不是唯一的限制。复杂的几何形状,悬垂和3D打印不相处。因此,我们希望Sigma成为需要使用支持的人作为必须打印的用户的真实解决方案。beplay体育50不能提现?总之,Sigma是具有独立双膨胀器(IDEX)系统的第一台且仅商用3D打印机,其避免了双挤压可能导致的所有侧面问题。

高质量的

3D印刷行业正在成熟。用户越来越苛刻,3D打印必须是解决方案,而不是头痛。出于这个原因,Sigma必须是可靠的工程,易于组装,维护和能够打印无缝高质量的物体,无论它们多么复杂。

可靠的工程3d打印机件

高容量

现实生活中的和功能性的部分并不总是小的。一个大的打印量是一个专业3D打印机的巨大优势,尽管Sigma打算成为一个桌面大小的打印机。分配框架内的所有项目和设备,同时保证轴结构的易用性和优化是关键目标。

细节设计见解

在设计过程中,我们面临数十个挑战。下面我们描述了其中一些:

框架

可能是最大的挑战。首先,我们在底盘上想到了型材,然后覆盖它。但随后实现了该解决方案的材料的成本将足够高,以寻找可能在审美领域产生更多的替代方案,即使这可能有点昂贵。在另一边,我们希望Sigma成为可访问的打印机,宽和开放,以便缓解处理和操作。因此,我们决定探索设计一个单体框架,其中所有机械部件都安装在宽的正面衡量状态。

首先,我们必须在使用铝或钢之间决定。钢提供了许多优点:这是一个非常坚硬的金属,很好地建造结构和精确的机械系统。此外,它很容易与廉价合作。但它 - 重量。我们考虑了框架使用更薄的金属板。虽然订购了原型后,我们解除了这个想法。它仍然具有巨大的力学行为和相对低的重量,触摸薄金属板(1.5mm)的感觉是不愉快的,因为它感觉像一个切削刃。它看起来并不稳固。因此,为了实现可靠的外观和令人愉悦的接触,我们需要高达3毫米的厚度。但随后运输成本将是荒谬的高和处理,在装配过程和最终用户期间的恒定的麻烦 - 铲斗。

另一方面,铝制提供亮度和光滑和坚固的外观。但它作为一种材料更昂贵,并且激光切割和焊接更难。在平衡利弊后,我们押注铝制选项 - 虽然我们有一个计划B.

管理的第二个大问题是制造过程。我们考虑了两种不同的方式来做:通过部件制造框架并将它们全部拧入装配线或焊接框架中。焊接铝很硬,焊接过程本身具有必须考虑的一些热和几何含义。但它允许在超出关键过程的同时急剧降低组装时间。

作为替代方案,将框架设计为螺钉的独立部件相当便宜 - 当您保存焊接和抛光等手工过程时。但框架和调整的组装可以非常细腻,与我们的生产标签时间不相容。因此,两种选项中的总成本都不是不同的。但是,审美组件将与这种替代方案受到惩罚,因为我们需要在框架上添加几十个螺钉。

由于这些原因,我们最终选择焊接结构。我们与供应商讨论了每个单一部分的最佳方式,以便在握住轴的面之间进行适当的对准的最佳方式。此外,我们还研究了一些CAE研究,在标准使用期间使用一些CAE研究,模拟应力和变形的力学行为。

挤压贴图3d打印机

高质量的组件

良好的框架不足以实现惊人的结果。在这种精密设备作为Sigma,所有机械组件都发挥着关键作用。由于我们拥有的打印机的内部空间方面的产品要求,我们选择了一个轴结构,工具头在XY平面和上下移动Z轴上移动。

随着XY飞机决定安装高精度线性导轨。尽管其成本略高于基于杆和轴承的系统,但线性轨道提供专业的外观,易于组装和紧凑的封装。

关于Z轴,我们知道具有强大的引导系统的重要性,以避免与错误的Z性能相关的印刷部件中的经典伪像,例如Z摆动。我们还使用联轴器进行了经验,并将执行器与Leadscrew连接,我们知道一个糟糕的组装可能会导致质量差。在此背景下,我们选择使用Ø12mm导杆和带插入的leadscrew的步进电机。整个系统提供了高可重复性和准确性。

独立双重挤压

具有此类特定功能的3D打印机增加了设计未知并将组件乘以。不仅固件和电子产品需要高度定制,还需要机械地有一些决定。

首先,由于要保持多个组件,内部部件往往比其他打印机更复杂。所以我们决定使用铝板弯曲技术来制造内部部件。由于我们打算的目的和技术便宜且易于扩展的目的,因此考虑了最佳技术。

两个独立的挤出机装置有一个额外的移动步进,用于第二个工具芯片,以及额外的工具头本身。另一方面,当用两个挤出机打印时,在再次开始打印模型之前,有一个桶将吹扫空闲的空白是很重要的。所有这些部件都会增加移动元件的重量,这是一个快速打印的问题,因为高惯性可能使打印质量恶化。因此,我们将X和Y轴设计为光明,每种组件都可以保存尽可能多的克。当工具头加倍时,不仅重量很重要,而且很重要。因此,我们决定采用鲍登养料系统,尽可能地小型物品。

大印刷卷

BCN3D Sigma具有210x297x210mm打印音量。为了在两侧提供如此大的卷和自由空间,以停放空闲工具头,但仍然具有桌面大小的打印机,我们必须重新调整Z平台。但是,解决的主要问题是授予结构的刚度,突出超过300mm。

为了防止振动,我们采用了低间隙的高质量轴承,并设计和模拟了定制的金属片结构,这允许获得一个伟大的质量打印与光滑的表面,尽管巨大的悬挑。

电子产品

github标志

此存储库将保存有关BCN3D Sigma的电子产品的所有信息。

作为宣布的开源组织,它在我们的任务中释放所有原始设计文件,以便能够学习,重用和改进。开源不仅意味着代码,它还涉及硬件。

由于社区另一个开源硬件项目,我们设法在许多方面设计和制造了BCN3D Sigma的自定义电子产品。BCN3D电子产品是一个捣碎的Ultimaker 2板, 这Megatronics v3.0.还有一些人......

3 d打印机主板

设计理念

BCN3D电子产品是模块化和定制的,适合我们的BCN3D Sigma 3D打印机,这就是我们做出一些设计决定的原因。

  1. 步进驱动器脱离主板。由于驱动器产生了大量的热量,我们把它们尽可能地移到离相应的步进电机最近的地方。如果一个失败了,你只需要更换一个便宜的步进驱动板。通过这种方式,我们成功地安装了一个没有风扇的完整电子系统。
  2. FFC到处都是。BCN3D Sigma是独立的双挤出机打印机,因此电子器件支持6轴移动轴。beplay体育50不能提现?这很多电线和电线需要一些宝贵的空间。我们决定使用一个平坦的灵活电缆解决方案,使事情组织起来,它更快地组装。
  3. 24VDC电源。随着整个电子产品运行冷却器的同时,性能可提高,同时保持非常低的电压系统。
  4. 全遮阳触摸屏。电子设备与4D系统兼容,开箱即用。我们认为用户应该与直观的界面进行交互,即使没有以前的3D打印经验也能够轻松使用打印机。

董事会

  • 主板:该板握住微控制器,5V开关电源,电源输出和热敏电阻输入。它有一个USB接口,用于通过串行端口升级固件并与打印机通信。
  • 步进驱动程序:我们从德州仪器携带着名的DRV8825步进驾驶员。它能够为BCN3D Sigma中的所有类型的步进电机提供充足的电力。
  • 挤出机板:它是主板之间的简单互连板和Hotend组件的组件。只需一个平面柔性电缆,微控制器可控制热门,热敏电阻和终止读数和图层风扇。
  • 加热床:随着BCN3D Sigma的平台尺寸相当大,我们制作了一个定制A4尺寸的加热床,以实现所需的性能。它可以在大约6-8分钟内加热至100ºC,并长时间保持温度。

挤出机主板

生产

我们强烈认为,使用高质量的组件对电子性能以及打印机性能有影响。

这就是为什么我们通过在巴塞罗那设计和制造来确保组件质量和对生产过程的控制。以这种方式,我们迭代更快,减少市场时间。

控制所有供应链使我们能够优化设计并降低成本。

固件

github标志

基于马林的BCN3D Sigma固件

这是包含BCN3D Sigma 3D打印机的固件的存储库。它基于众所周知的马林,但有一些修改。

这个固件最初是由jordi calduch那是XavierGómez.现在Alejandro Garcia和设计的佩德罗Banos朱梅娟beplay体育客户端下载

在设计第一批BCN3D Technologies 3D打印机时,我们就开始使用Marlin固件。beplay体育客户端下载beplay体育ios版下载我们一路上学到了很多东西,我们对它感到舒服,这是在BCN3D Sigma上实现它的主要原因。
社区是巨大的,项目不断更新。

我们制作了很多更改,以使其适应西格玛的特征。这是我们实施的一系列:

  • 双独立X挤出机:BCN3D Sigma的主要特征之一是独立的双挤出机系统(IDEX)。它可以让您以两种颜色或两种材料打印,并能够打印用于复杂几何形状的支持结构。beplay体育50不能提现?
  • 自动级,XYZ轴的自动校准:关于IDEX系统的主要关注点是用户将如何校准喷嘴和床之间的偏移。我们设计了3点触摸模式,以便微调不同的轴偏移,并通过LCD显示器引导一切。
  • 液晶触摸屏支持:我们的目标是在每个beplay体育50不能提现?人的手中获得一个西格玛,并这样做我们需要使其变得坚固且易于使用。我们认为您不需要在3D打印方面拥有以前的3D打印体验,以制作华丽的印刷品并添加液晶触摸屏让事情变得更加容易。我们设计了一个具有简单菜单和图标的全面界面,可以使用Sigma进行微风。所有代码都分段为其他人来看看它并了解它。
  • 插入/移除灯丝:由于打印机使用鲍登的灯丝驱动系统,插入和拆卸灯丝是一个不便,因此有一个按钮加载或卸载灯丝。此过程再次通过触摸屏引导,它将只需要一分钟。灯丝被推到喷嘴的尖端。
  • 精致的固件以获得更好的印刷体验:Marlin固件在3D印刷社区中众所周知,因为很多打印机都从中受益。我们没有差,但我们试图优化它并采取我们的打印机不使用的很多东西。正如有些人知道的那样,因为他们遵循我们在GitHub上的进步,代码几乎每天都更新。

因为我们真正相信开源开发,我们想让您了解您的机器,我们记录了所有的进展,并跟踪所有的问题和反馈。

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3D打印支柱之一是将您的.stl文件转换为您的打印机理解的软件。beplay体育2021年足球欧洲杯良好的软件beplay体育2021年足球欧洲杯可以在最终结果中产生影响。这就是为什么我们依靠最常用的切片发动机和软件,由Ultimaker Cura。beplay体育2021年足球欧洲杯

由于该项目也是开源的,我们设法得到的代码,并开始自定义接口,以满足我们的需求,并调整一些参数,以提高打印的质量。

这是一种粗略的方式,但我们正在学习很多。每天我们都会了解更多和更多原因以及打印机的行为方式以及如何为您提供更好的产品。

我们最引以为傲的功能之一是自动固件升级。BCN3D Cura连接到您的打印机,并比较您的实际固件版本与最新发布的github。如果有一个更新的版本,软件会下载它并指导你上传到打印机的过程。beplay体育2021年足球欧洲杯
此频道让我们释放更多版本,使最终用户易于更新其打印机。没有必要乱搞arduino或其他东西。

我们目前支持BCN3D Cbeplay体育50不能提现?ura for Windows和MacOS平台。如果您想提供一些帮助,请不要犹豫,由我们的GitHub存储库传递并留言。

工艺工程

github标志

这个存储库中的是什么?

在目前的存储库中,你可以找到组装BCN3D Sigma所需的所有文档,从仓库到盒子。在我们对开源的承诺中,我们希望不仅在设计上是透明的,而且在BCN3D Sigma制造过程中也是透明的。

由于这是我们在装配线中生产的第一次经验,我们从头开始建立了结构。在这个过程中,我们犯了一些错误并面临着许多挑战。但是,日复一日,我们改进并部署了一个坚实的系统,允许我们在月份之后增加一个月的生产能力,以满足不断增长的需求。

产品床单

当我们从供应商收到组件时,该过程开始。根据元素的性质,我们以可变比例检查所有这些。他们中的一些,如同标准机械或电子元件在视觉上检查,而另一些,则彻底检查了定制金属板或电子板。

产品介绍3D打印机

套件床单

自从第一天开始,我们在Sigma装配线中采用精益制造。无论如何,我们建立了基于Kanban调度系统的拉动系统,而不是实现推送系统,而不是实现一定数量的打印机,而不是实现一定数量的打印机。换句话说,销售“拉动”生产努力。

这种理念使我们更加灵活,能够对需求的波动进行反应,并使我们能够减少生产过程中的所有库存,包括组件,半详细的产品和最终产品。

我们分开了这个概念,因此我们计划在几个块中组装BCN3D Sigma,因为生产的增长,可以在不同的工作站中重新分配。但是,第一步是提供每个工作站所需的所有材料,并确保它永远不会缺乏。

因此,我们生产了“套件”,其中列出了组装过程的每个步骤所需的组件。此外,这些薄片指定了每个工作站的套件数量,应该必须从未用完材料。最后,本文档允许我们追踪关键组件,因此,在一天结束时,我们确切地知道Sigma的构成。如果我们检测到一些可追踪组件的普遍问题,这可以帮助我们,因此我们可以找到可能受影响的所有打印机。

装配指导

装配指南可能是整个装配过程中最重要的文件,它为工人提供了一步一步的指导。这意味着所有的sigma都是平等组装的,无论worker是新的还是从第一天起就与我们一起工作。此外,还指出了所需要的夹具或工具,以及在装配过程中要进行的验证和一些警告。

正如前面所解释的,西格玛是在不同的阶段建立的,因此装配指南分为几个章节,如果需要,可以重新分配,提高了装配线的效率和灵活性。

装配指南3D打印机

夹具和夹具

BCN3D Sigma是一种高精度设备,因此必须精心组装。另一方面,大会时间是我们打算稳步减少的关键因素。这两个因素都迫使我们设计几个夹具和夹具,以确保轴正确对齐,并且在日复一日的日复一日地减少了建造Sigma所需的时间。

jig  -  3d打印机

质量方案

一旦Sigma组装,它是时候验证它完美的工作了。每台打印机都经过彻底的质量方案,检查其完成以及其机械和电子系统。最后,Sigma在大约25h期间打印一些测试部件。