D4E1 PET-Cutter (Artmaker02) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Was macht dieser Flaschenschneider?

Diese Maschine schneidet recycelte Plastikflaschen (PET) mit einem beheizten Messer in einem sicheren Gehäuse, das von jedem sicher verwendet werden kann, in Ringe oder Spiralen.

Warum haben wir das gemacht und für wen ist es gedacht?

Wir sind eine Gruppe von Studenten des Industrial Design Engineering aus Belgien. Für unseren Produktentwicklungskurs mussten wir eine Maschine entwickeln, die Kindern mit allgemeinen Lernschwierigkeiten helfen kann, recycelte Materialien in Kunst umzuwandeln. Hier war Sicherheit sehr wichtig, weil wir nicht möchten, dass sich kleine Kinder verletzen, aber es musste auch Spaß machen und ansprechend sein. Nach einigen Benutzertests kamen wir auf den BOTTLE CUTTER 2000.

Wenn Sie Fragen oder Vorschläge zur Verbesserung unseres Designs haben, teilen Sie uns dies bitte in den Kommentaren unten mit.

Kann ich es bauen?

Dieses Projekt erfordert gute Kenntnisse der Elektronik, Fähigkeiten mit dem Lötkolben und Zugang zu vielen Prototyping-Maschinen und -Werkzeugen. Sie arbeiten mit gefährlichen Spannungen, wissen Sie, was Sie tun!

Viel Spaß beim Bauen!

Schritt 1: Sammeln Sie alle Teile

Gehäuse:

• 12x lasergeschnittene MDF-Platten, Dicke: 6 mm

• 1x Lüfter 120x120mm (siehe Datenblatt)

• 1x Belüftungslöcher 120x120mm

• 4x Schrauben M4, Länge: 40mm (für Lüftermontage)

• 1x Kohlefilter (siehe Datenblatt)

• 5x L-Bügel, Länge: 40mm

• 20x Schrauben, Länge: 6mm Durchmesser 3mm

• Holzkleber

• Aluminiumband für sicheren Platz

• Aluminiumband für den unteren Boden

• 6x Gummifüße 30x25mm

• 6x Schrauben für Gummifüße, Länge: 20mm, Durchmesser 3mm

Tür:

• 2x MDF lasergeschnittener Rahmen, Dicke: 6 mm

• 1x PMMA lasergeschnittenes Plexiglas Dicke: 1,5 mm

• 16x M3, Länge: 16mm Schrauben

• 1x Klavierscharnier, Länge: 20mm

• 4x Schrauben zur Befestigung des Klavierscharniers an der Tür, Länge: 12mm Durchmesser 3mm

• 4x M4, Länge: 12mm Schrauben zur Befestigung des Klavierscharniers an der Maschine

• 2x Magnete mit Durchmesser 4mm und Dicke: 2mm (siehe Datenblatt)

• 1x Halterung für Schloss 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Magnet für Halterung, Länge: 7mm Durchmesser 4mm (siehe Datenblatt)

• 2x Schrauben für Verschlussklemmung Länge: 15mm Durchmesser 2,5mm

• 1x Reedkontakt (siehe Datenblatt)

• 1x Elektroschloss 12V (siehe Datenblatt)

• 1x Befestigungsbügelschloss und Reedkontakt (siehe 3D-Druckdateien)

• 2x Schrauben für Halterungsschloss, Länge: 16mm Durchmesser 2,5mm

• 1x Griff 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Schraube für Griff, Länge: 15mm Durchmesser 2,5mm

Kontrollen:

• 1x rotierendes Laserschneidrad MDF, Dicke: 6mm

• 1x Achse Aluminiumstange Durchmesser 8mm, Länge: 80mm

• 1x Fest zur Fixierung der Scheibe auf der Welle

• 1x 3D-gedruckte Montagescheibe (siehe 3D-gedruckte Dateien)

• 8x Schrauben für 3D gedruckte Befestigungsscheibe, Länge: 12mm Durchmesser 3mm

• 1x Holzdrechseln mit Griff

• 1x Schraube für Griff, Länge: 60mm Durchmesser 4mm

• 2x Unterlegscheiben für den Schraubgriff, Stärke: 1,5mm Durchmesser 12mm

• 1x Schlüsselschalter (siehe Datenblatt)

• 1x Schiebepotentiometer (siehe Datenblatt)

• 1x Drehschalter 2 Positionen (siehe Datenblatt)

• 2x Arcade-Taster grün und rot Durchmesser 60mm mit LED-Beleuchtung

• 1x Not-Aus-Taster (siehe Datenblatt)

• 1x Holzblock, Länge: 120 mm, Breite 60 mm, Dicke: 32 mm (siehe technische Zeichnung)

• 1x Gleichstrommotor (siehe Datenblatt)

• 2x Zahnriemenräder GT2 (siehe Datenblatt)

• 1x GT2 300mm Zahnriemen (siehe Datenblatt)

• 2x Lager (siehe Datenblatt)

• 1x Lagergehäuse (siehe 3D-Druckdateien)

• 4x Schrauben für 3D-gedrucktes Lagergehäuse, Länge: 12mm, Durchmesser 3mm

Schneidarm:

• 1x Block 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Arm 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Feeler1 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Feeler2 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Endschalter (siehe Datenblatt)

• 1x Beheiztes Schneidelement von Pyrograph (siehe Datenblatt oder Produktbeschreibung + Schneidspitzenform und Schneidwärme)

• 1x Servomotor (siehe Datenblatt)

• 1x Aluminiumblock (siehe technische Zeichnung)

• 1x Schraube M3, Länge: 5mm

• 1x Feder (siehe Datenblatt)

• 1x Achsdurchmesser 2,5 mm, Länge: 30 mm

• 2x Schrauben zur Befestigung des Stellmotors (Länge: 10mm Durchmesser: 2mm)

• 1x Servomotor-Aufsatz (siehe Foto)

• 2x Durchmesser: 1mm, Länge: 5mm Schrauben, zur Befestigung des Servomotors an der Halterung des Schneidarms

• 1x Stützblock-Schneidarm 3D-Druck

• 2x 12mm Durchmesser, Länge: 3mm Schrauben am Schneidarm auf Alublock

• 1x Achse für den Schneidarm-Stützblock, Länge: 27,5 mm Durchmesser 2 mm

• 1x Coverblock 3d gedruckt (siehe 3d gedruckte Dateien)

• 1x Kabelkette 7x7mm, Länge: 720mm

• 1x Gewindespindel T8, Länge: 600mm (siehe Datenblatt)

• 1x Gewindespindelmutter für Gewindespindel T8 (Siehe Datenblatt)

• 1x Führungsstange, Länge: 600mm Durchmesser 8mm

• 1x Stehlager (siehe Datenblatt)

• 2x Schrauben zur Fixierung Stehlager, Länge: 12mm Durchmesser 3mm

• 2x Unterstützung für Führungswelle 3D-Druck

• 4x Schrauben zur Befestigung von Stützblöcken, Länge: 219mm Durchmesser 4,2mm

• 1x Kupplung von der Leitspindel zum Schrittmotor 5-8mm

• 2x Schrauben zur Befestigung der Kabelkette, Länge: 12mm Durchmesser 3mm

• Block für den Endschalter in sicherer Position, Länge: 60 mm, Breite 40 mm, Dicke: 37 mm

• 1x Schrittmotor unipolar (5 Drähte)

• 1x Gleichstrommotor (5-12V) mit Getriebe (1-5 U/min)

Elektronik:

• 5x Widerstand 10KΩ 1 / 4W

• 1x Widerstand 100KΩ 1 / 4W

• 5x Widerstand 1KΩ 1 / 4W

• 2x Widerstand 180Ω 1 / 4W

• 5x Widerstand 3K9Ω 1 / 4W

• 3x Trimmpotentiometer 10K linear

• 6x Flyback-Dioden

• 5x Mosfet STP16NF06L n-Kanal (60V 16A)

• 5x Transistor BC547B NPN (45V 100mA)

• 2x PIC16F88 (18-Pin-Mikrocontroller)

• 1x Relais 5V NO

Schritt 2: Laserschneiden Sie die Platten (oder sägen Sie sie von Hand)

Schritt 3: 3D-Druck einiger benötigter Teile

Schritt 4: Machen Sie den Rahmen aus den Platten und 3D-gedruckten Teilen

Verwenden Sie Holzleim, um die Hauptplatten an den Fingerfugen zusammenzukleben.

Verschrauben Sie die Türteile mit dem Plexiglasteil dazwischen, schrauben Sie dann das Scharnier an der Rückseite der Tür und den 3D-gedruckten Griff an der Vorderseite der Tür fest.

Schrauben Sie das Rad auf die 3D-gedruckte Radmontagescheibe, die Sie wiederum auf der 8 cm langen Achse (Durchmesser: 8 mm) montieren können, die mit dem kleinen DC-Motor verbunden ist.

Schrauben Sie den holzgedrechselten Griff mit einer langen 60 mm M4 Schraube mit den 2 Unterlegscheiben dazwischen auf das Rad.

Schritt 5: Laden Sie die Software auf die Mikrocontroller

Laden Sie diese 2 Programme auf die Mikrocontroller, damit die Maschine alle elektronischen Komponenten steuert.

Schritt 6: Montieren Sie die Elektronik

Verwenden Sie eine Spannungsversorgung (5 V DC und 12 VCD (abhängig von der Spannung des von Ihnen verwendeten Gleichstrommotors)), die den Strom verarbeiten kann, den Ihre Motoren ziehen. Ein altes PC-Netzteil sollte den Zweck erfüllen. Achten Sie darauf, Entkopplungskondensatoren (100nF) neben den Mikrocontrollern hinzuzufügen. Alle Tasten verbinden, wenn sie gedrückt werden, 5V mit dem entsprechenden Pin des Mikrocontrollers. Fügen Sie Pulldown-Widerstände (10 kOhm) hinzu, um sicherzustellen, dass die Erkennung ordnungsgemäß funktioniert.

Die gesamte Elektronik sollte im geschlossenen rechten Fach des Gehäuses untergebracht werden, wobei nur die Kabel für das Heizelement, den Endschalter und den RGB-LED-Streifen durch die Wand gehen.

Der Gleichstrommotor zum Drehen der Flasche und der Schrittmotor zum Drehen der Leitspindel befinden sich ebenfalls in diesem Fach, wobei ihre Achse durch die Trennwände ragt. Der andere Gleichstrommotor zur Erkennung der Raddrehung ist auch hier an der Innenseite der rechten Seitenwand montiert. Dieses Fach hat auch eine kleine Tür auf der Rückseite für die Wartung, wo auch ein einfaches Schlüsselschloss empfohlen wird, um Kindern den Zugriff auf die Elektronik zu verhindern.

Schritt 7: Setzen Sie den Schneidarm zusammen

• Die Leitspindelmutter wird auf den 3D-gedruckten Armhalter geschraubt.
• Das beheizte Schneidelement wird in ein kleines quadratisches Aluminium-Strangpressprofil montiert, in das einige Löcher gebohrt sind (technische Zeichnung enthalten). Die Befestigung erfolgt mit einer kleinen Schraube oben am Profil.
• Dieses Extrusionsprofil wird wiederum zusammen mit den 3D-Druckteilen, dem Schrittmotor und einer kleinen Achse wie in den Abbildungen gezeigt zusammengebaut.
• Setzen Sie die kleine Feder auf die kleinen Haken der beiden 3D-gedruckten Schneidarmteile
• Der Endschalter kann an den beiden kleinen Stiften an der Seite des Schneidarms montiert werden.
• Die Kabelkette sollte sowohl die Kabel vom Heizelement als auch vom Endschalter enthalten und kann auf den kleinen Vorsprung des bedruckten Schneidblocks geschraubt werden.
• Jetzt kann der gesamte Schneidarm auf die 60 cm lange Leitspindel und Führungsstange montiert werden
• Die Leitspindel ist auf der einen Seite mit dem Servo gekoppelt, das sich hinter der Trennwand befindet, auf der anderen Seite geht sie durch ein Lager, das in einer 3D-gedruckten Halterung montiert ist.

Schritt 8: Anleitung (wie man den FLASCHENSCHNEIDER 2000 verwendet)

Kinder sollten die Maschine immer unter Aufsicht eines Erwachsenen benutzen. Zögern Sie nicht, beim Erkennen von Unregelmäßigkeiten den Not-Aus (oben auf der Maschine) zu drücken. Um die Maschine danach wieder zu benutzen, drehen Sie den Not-Aus-Schalter etwas im Uhrzeigersinn.

1. Schalten Sie die Maschine über den Schlüsselkontakt in der oberen rechten Ecke ein. A. Das Licht geht NICHT an und die DRUCKTASTEN leuchten NICHT => Das Netzkabel ist nicht richtig eingesteckt oder der Not-Aus (oben auf der Maschine) wurde gedrückt. Stromkabel und/oder Not-Aus überprüfen. B. Das Licht geht NICHT an und die ROTE DRUCKTASTE LEUCHT => Elektronisch defekt, wenden Sie sich an die Crew. C. Das Licht wird ROT => Die Tür ist nicht (richtig) geschlossen. Schließe die Tür. D. Das Licht wird BLAU => Die Maschine startet. Warten Sie, bis das Licht WEISS wird und der GRÜNE DRUCKKNOPF aufleuchtet. Das kann manchmal etwas dauern

2. Öffnen Sie die Tür und schrauben Sie eine PET-Flasche in den Halter. Achten Sie darauf, dass die Flasche waagerecht hängt. Schließe die Tür. A. Der ROTE DRUCKTASTER leuchtet weiter => Die Tür ist nicht richtig eingestellt. B. Die GRÜNE DRUCKTASTE leuchtet => Die Maschine ist startbereit.

3. Drücken Sie den GRÜNEN DRUCKKNOPF. Das Licht wird BLAU, während die Maschine die Flasche misst und den Schneidarm in Position bringt.

Hinweis: Ab diesem Schritt können Sie den Schneidvorgang jederzeit durch Drücken der ROTEN TASTE stoppen. Das Licht wird dann ROT, während der Schneidarm in eine sichere Position bewegt wird. Öffnen Sie die Tür erst, wenn das Licht wieder WEISS wird, und beginnen Sie erneut mit Schritt 2.

4. Wenn das Licht GRÜN aufleuchtet, ist die Maschine zum Schneiden bereit. Wählen Sie zwischen Ringen oder einer Spirale, stellen Sie die gewünschte Dicke ein und drehen Sie das Rad im Uhrzeigersinn. Die Maschine schneidet, solange sie gedreht wird, und hält an, wenn Sie aufhören zu schleudern. A. Drücken Sie den ROTEN KNOPF, wenn Sie genug geschnitten haben, und warten Sie, bis das Licht WEISS wird, um die Tür zu öffnen, oder; B. Drehen Sie weiter, bis die ganze Flasche geschnitten ist. Der Schneidarm erkennt das Ende der Flasche und bewegt sie in die sichere Position. Sie können die Tür öffnen, wenn das Licht WEISS wird.