Nestemäisten materiaalien pursotus 3D-tulostimella

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin MakerBot Cupcake CNC -pikamallinnuslaitteeseen uusi tulostuspää nestemäiselle materiaalille. Työ tehtiin Oulun ammattikorkeakoululle ja tavoitteena oli suunnitella tulostuspää, jolla voidaan valmistaa kappaleita eri materiaaleista suoraan 3D-mallista.

Työ oli luonteeltaan tuotekehitystyötyyppinen. Uuden tulostuspään suunnittelussa perehdyttiin erilaisten materiaalien toimivuuteen pikamallinnuksessa, puristustekniikoihin, avoimeen lähdekoodiin perustuvaan Arduino-mikrokontrollerin ohjelmointiin, ReplicatorG-ohjelmaan sekä G-koodiin. Aiheeseen perehtymisen jälkeen laite päädyttiin toteuttamaan pursottamalla materiaalia 20 ml:n lääkeruiskusta, jonka mäntää työnnetään askelmoottorilla. Pikamallin valmistukseen tarvittavien G-koodien generointiin käytettiin MakerBotin kehittelemää ReplicatorG-ohjelmaa.

Pursotuspäälle suunniteltiin uusi rakenne, johon kiinnitettiin lääkeruisku, askelmoottori ja moottoriohjainkortti. MakerBot Cupcake CNC:n liikkeisiin käytettävien ohjainkorttien ohjelmat päivitettiin askelmoottorille sopivaksi. ReplicatorG-ohjelman sisältämään Skeinforge-työkaluun tehtiin muutoksia, jotta G-koodi vastasi uuden tulostuspään liikkeitä.

Työn lopputuloksena syntyi toimiva pursotin, jota ajettiin MakerBot Cupcake CNC -pikamallinnuslaitteella. Pursotin saatiin toimimaan toivotulla tavalla eri materiaaleille ja laitteella saatiin tulostettua haluttuja kappaleita. Suunnittelun tuloksena syntyivät myös mallit pursotuspään kiinnitysrakenteesta sekä G-koodin aloitus- ja lopetusohjelmat. Työn edetessä syntyi ideoita, kuinka pur-sotinta voidaan kehittää lisää.