Harjalaitteen suunnittelu ja valmistus 3D-hiekkatulostimeen

Abstract

Työssä suunniteltiin ja valmistettiin Hetitec Oy:lle 3D-hiekkatulostimeen harjajärjestelmä, joka puhdistaa tulosteen onnistumisen kannalta tärkeää laitteen osaa. Työ tehtiin, sillä nykyinen harjasysteemi ei puhdista tulostinta aina tarpeeksi tehokkaasti.

Ideointi ja suunnittelu perustuivat toteutettavuuteen ja komponenttien saatavuuteen. Ratkaiseva tekijä ideoinnin ja suunnittelun kannalta oli myös hiekkainen ympäristö, jonka takia liikkuvien osien määrä oli syytä minimoida. Suunnittelu tehtiin käyttäen Autodesk Inventorya, jolla mallinnettiin kaikki komponentit ja sovitettiin ne kokonaisuudeksi varmistaen, että laitteen kokoonpano tulisi onnistumaan. Prototyypin valmistuksessa käytettiin alkuperäiseen suunnitelmaan nähden joitakin oikoteitä, jotta osien koneistuksen tarve prototyypille minimoituisi. Kaikki laitteen osat, joita ei saatu suoraan ostettua, tulostettiin muovista. Laitteen ohjaamiseen käytettiin Arduino-mikrokontrolleria.

Valmis prototyyppi toimi halutulla tavalla, sekä mekaanisesti että ohjauksen puolesta. Jotta laite olisi tarpeeksi toimintavarma pitkäaikaiseen käyttöön, muovista tulostetut osat tulisi korvata vahvemmilla materiaaleilla sekä liimaliitokset paremmilla kiinnitysmenetelmillä.

The subject of this thesis was to design and manufacture a prototype of a brush system for Hetitec Oy´s sand 3D printer. The Purpose of the brush system is to clean the specific part of the device that is important for the success of the printout. The job was done because the current brush system does not always clean the printer effecient enough.

Ideation and design were based on feasibility and component availability. A crucial factor for ideation and design was also the sandy environment, which is why the number of moving parts should be minimized. All parts were designed and assembled in 3D using Autodesk Inventor, ensuring that the assembly of the device would be successful. Some shortcuts to the original design were used to build the prototype faster and to minimize the need of machining parts. All parts of the device that could not be purchased directly were printed in plastic. An Arduino microcontroller was used to control the device.

The outcome of the work was, that finished prototype works as desired, both mechanically and software wise. In order for the device to be sufficiently reliable in long-term use, plastic printed parts should be replaced with stronger materials and adhesive joints with better attaching methods.