Розробка та аналіз параметрів тримача котушки 3Д принтера мовою програмування Python

Анотація

Мета роботи полягала у проведенні аналізу та розробки тримача котушки 3D-принтера з використанням мови програмування Python. Методика включала тримач котушки спроектований за допомогою програмного забезпечення автоматизованого проектування, а саме Autodesk Fusion 360. Для оптимізації були використані зовнішні бібліотеки та плагіни, такі як Stress Analysis та Generative Design. Було визначено придатність розробленої конструкції для покращення подачі стренг та зменшення їх заплутування при друці на 3D-принтері. Проаналізовано роботу тримача котушки з різними типами та розмірами котушок. Розроблений тримач котушки успішно пройшов 97 % тестувань друку моделей з використанням PLA, ABS і PETG. Тестування вимірювань тримача котушки за допомогою цифрового динамометра PROTESTER WDF-30 дозволило виявити кілька важливих спостережень: тефлонова трубка додавала додаткове тертя, збільшуючи як мінімальне, так і максимальне зусилля приблизно на 0,2 Н, а також дещо зменшувала діапазон між мінімальним і максимальним значеннями; пластикові котушки показали менші мінімальні зусилля, ~ 0,4 Н, через зменшене тертя, але більший діапазон, ~ 0,5 Н, через більшу масу, а картонні котушки мали більші мінімальні зусилля, ~ 0,5 Н, але менший діапазон, ~ 0,3 Н; відсутність натягу суттєво зменшувала як мінімальні, ~ 0,2 Н, так і максимальні, ~ 0,3 Н, зусилля, а також діапазон між ними, ~ 0.1 Н, і цей стан збільшував ризик заплутування котушки; вплив тефлонової трубки був більш вираженим за належних умов натягу, приблизно 0,2-0,3 Н; установка з високим натягом показала значно вищі мінімальні, ~ 0,8 Н, і максимальні, ~ 1,1 Н, зусилля в порівнянні з розробленим тримачем (мінімальне ~ 0,5 Н, максимальне ~ 0,8 Н), але діапазон прийнятних значень був подібним, підвищене мінімальне зусилля в установці з високим натягом потенційно могло призвести до недостатнього видавлювання і підвищеного зносу екструдера. Розроблений тримач котушки зменшує навантаження на механізм екструдера принтера, підтримуючи оптимальний натяг в діапазоні від 0,5 до 0,8 Н. Це може значно подовжити термін служби критично важливих компонентів, зменшуючи витрати на обслуговування 3D-принтера