การปรับปรุง Mister Screamer; สัญญาณเตือนเส้นใย 80 เดซิเบล

ฉันสร้างสัญญาณเตือนเส้นใยเครื่องพิมพ์ 3 มิติต้นแบบที่ใช้งานได้ แต่กระบวนการยังนำปัญหาและปัญหาใหม่ ๆ ไปยังพื้นผิวที่ฉันไม่ได้เล็งเห็นเมื่อฉันเริ่มครั้งแรก วันนี้ฉันจะไปดำน้ำในกระบวนการสร้างต้นแบบเพื่อรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้างปัญหาที่ดี สิ่งที่ฉันขึ้นมาด้วยเป็นจี้ที่สร้างง่ายที่แขวนอยู่ในเส้นใยและแจ้งให้คุณทราบหากมีสิ่งใดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงนั้น

ฉันเริ่มด้วยความจำเป็นต้องรู้เมื่อเครื่องพิมพ์ 3 มิติของฉันอยู่นอกกรอบเพื่อให้ฉันสามารถวางสิ่งที่ฉันกำลังทำและใส่สปูลใหม่ของเส้นใยในอุดมคติในตอนท้ายของสปอลก่อนหน้า ด้วยการทำเช่นนี้ภายในสี่นาทีของเส้นใยที่หมดการพิมพ์งานที่มีขนาดใหญ่มากสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์ที่ฉันสร้างถูกเรียกว่า Mister Screamer

แนวคิดพื้นฐาน

ความคิดคือว่าหากมีการเข้าร่วมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (แต่ไม่อยู่ภายใต้การดูแลอย่างต่อเนื่อง) และผู้ประกอบการพร้อมที่จะสลับการม้วนเส้นใยเมื่อจำเป็นแล้วจึงไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องพิมพ์เพื่อทำงาน “สมาร์ท” ใด ๆ เช่นการหยุดการพิมพ์ ตราบใดที่มีบ่งชี้ว่าก่อให้เกิดการเตือนภัยเมื่อเส้นใยหมดไปผู้ปฏิบัติงานสามารถทำทุกสิ่งที่จำเป็นในการทำให้ผู้ผลิตพิมพ์อย่างต่อเนื่องและเครื่องพิมพ์เองก็ไม่จำเป็นต้องรู้

ต้นแบบแรก

ต้นแบบก่อนหน้านี้ใช้สวิตช์ลูกกลิ้งเพื่อเปิดใช้งานกริ่ง เส้นใยถูกป้อนผ่านอุปกรณ์
ต้นแบบก่อนหน้านี้เป็นไส้กรองทางร่างกายด้วยสวิตช์ลูกกลิ้งที่ก่อให้เกิดเสียงออดเมื่อไส้หลอดหมด มันมีการทดลองใช้งานที่ประสบความสำเร็จ แต่เปิดเผยปัญหาใหม่ ๆ :

เมื่อดึงเส้นใยผ่านอุปกรณ์ด้วยมือมีความรู้สึกต้านทานเพียงเล็กน้อย แต่เมื่อมันกำลังขี่เส้นใยม้วนในเครื่องพิมพ์ที่สร้างขึ้นมากมีผลผูกพันและแรงเสียดทานมากกว่าที่คาดไว้มาก การพิมพ์ประสบความสำเร็จ แต่เครื่องอัดรีดเครื่องพิมพ์ต้องทำงานหนักกว่าปกติมาก ฉันหวังว่าอุปกรณ์จะทำให้ความเครียดเล็กน้อยบนระบบฟีดและเส้นใย นี่ไม่ใช่กรณี

เมื่อไส้หลอดวิ่งออกไปอุปกรณ์จะหล่นไปยังโต๊ะ สิ่งนี้คาดหวัง แต่ผลกระทบที่มีผลกระทบเกือบเคาะแบตเตอรี่ที่หลวมจากที่ใส่แรงเสียดทานพอดีซึ่งไม่คาดหวัง มีแบตเตอรี่โผล่ออกมาอย่างสมบูรณ์อุปกรณ์จะไม่ทำงานหลัก อุปกรณ์ที่จำเป็นต้องทนต่อการดร็อป แต่การออกแบบต้นแบบไม่ได้สะท้อนให้เห็นถึงสิ่งนี้

แม้ว่าต้นแบบก่อนหน้านี้จะใช้งานได้หรือไม่ แต่ก็มีปัญหาที่มีปัญหาและจำเป็นต้องมีการปรับปรุงการออกแบบ

สรุปเป้าหมายการออกแบบ

ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับ Mister Screamer ยังไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก งานของอุปกรณ์คือ:

หากมีอาการเส้นใยไม่มีอะไรเกิดขึ้น

หากเส้นใยหมดแล้วตะโกนถอนตัวออกไปเพื่อแจ้งเตือนผู้ให้บริการใกล้เคียง

องค์ประกอบอื่น ๆ ของการออกแบบทำงานได้ดีพอที่จะเก็บและยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นส่วนใหญ่:

สิ่งที่แนบมาสามารถพิมพ์ 3 มิติ

อยู่ในตัวเอง (ไม่มีพลังงานหรือสัญญาณภายนอก)

ต้องไม่มีการดัดแปลงเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่จะตรวจสอบ

ใช้งานง่ายด้วยไฟฟ้าและใช้ชิ้นส่วนที่ง่ายต่อการใช้งานขั้นต่ำ

อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานการใช้พลังงานต่ำ

ง่ายต่อการปิดเมื่อตอบสนองต่อการเตือนภัย

บทเรียนจากอาคารและการทดสอบต้นแบบแรกถูกใช้เพื่อเพิ่มเป้าหมายการออกแบบต่อไปนี้:

ต้องไม่แทรกแซงการทำงานปกติของเครื่องพิมพ์ เป็นการดีที่เครื่องพิมพ์จะต้องไม่สังเกตเห็น

อุปกรณ์ต้องทนทานและทนต่อการดร็อป

ความสามารถในการเพิ่มอุปกรณ์ลงในเส้นใยของการพิมพ์ได้อย่างง่ายดายในความคืบหน้า

ต้นแบบใหม่

ต้นแบบใหม่ช่วยให้ฟังก์ชั่นพื้นฐานเดียวกัน แต่ด้วยวิธีการที่แตกต่างกันทั้งหมด ขณะนี้อุปกรณ์มีความไวต่อการปฐมนิเทศและสัมผัสกับเส้นใยที่เกิดขึ้นจริงทางอ้อมเท่านั้น มันถูกสร้างขึ้นเพื่อแขวนโดยห่วงโซ่บอลลิงค์เหมือนจี้

ในขณะที่อุปกรณ์แขวนอยู่มันเงียบ ถ้ามันตกลงมาเสียงเตือนจนกระทั่งมันถูกเก็บสำรอง ดังนั้นในการดำเนินงานที่มันแขวนอยู่เฉยๆจากเส้นใยเช่นจี้หรือพวงกุญแจตราบใดที่เส้นใยฟีดเข้าไปในเครื่องพิมพ์ ทันทีที่สปูลของเส้นใยว่างเปล่าอุปกรณ์จะตกลงไปที่โต๊ะและทริกเกอร์ปลุก

ระบบใหม่เปลี่ยนเทคโนโลยี ฉันทำไปด้วยสวิตช์ลูกกลิ้งและแทนที่ด้วยสวิตช์กก ภายใน 3D Printed Enclosure เป็นโมฆะที่จับแม่เหล็กดิสก์ขนาดเล็ก โมฆะได้รับการออกแบบให้ใช้รูปร่างที่ทำให้แม่เหล็กอยู่ห่างจากสวิตช์กกเมื่อแขวนจากโซ่บอล แต่วาง Screamer Mister บนพื้นผิวเรียบและแม่เหล็กจะชัดเจนใกล้กับสวิตช์เพื่อกระตุ้น

ขอบโค้งมนตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันแบนราบเสมอหลังจากล้มลง

Central M3 Bolt Secures ทั้งสองส่วนเข้าด้วยกัน

การดำเนินการภาพประกอบ คลิกเพื่อดูภาพขยาย

ในขณะที่แขวนอยู่ในแนวตั้งจากโซ่ (สำหรับการจัดเก็บหรือเมื่อแขวนจากเส้นเส้นใย) อุปกรณ์จะเฉื่อยอย่างสมบูรณ์และใช้พลังงาน สิ่งที่แนบมาถูกสร้างขึ้นด้วยด้านราบและขอบโค้งมนเพื่อให้หน่วยมักจะตกลงไปด้านใดด้านหนึ่งหรืออีกด้านหนึ่งเมื่อมันตกอยู่เสมอสายฟ้า M3 กลางเป็นพลาสติกเพื่อไม่ให้รบกวนกับแม่เหล็ก

ขณะนี้ร้องเสียงกรีดร้องอย่าง Banshee ในการปฐมนิเทศนี้

หมายเหตุการออกแบบอื่น ๆ

เมื่อเส้นใยหมดอุปกรณ์จะตกลงไปที่โต๊ะ
มีบางสิ่งที่ต้องพูดถึงเกี่ยวกับการออกแบบ:

โซ่บอลสามารถเปิดและปิด สิ่งนี้บ่งชี้ว่าอุปกรณ์สามารถติดตั้งรอบเส้นใยในขณะที่เครื่องพิมพ์ใช้งานได้ ไม่จำเป็นต้องยกเลิกการโหลดเส้นใยและเกลียวผ่านอุปกรณ์เช่นเวอร์ชันก่อนหน้า

โซ่บอลมีข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่ง: ลูกบอลเรียบม้วนเหมือนแบริ่งน้อยบนเส้นใยตัวเอง ไม่มีความเสี่ยงการสวมใส่หรือการปนเปื้อนที่มองเห็นได้

การเดินสายไฟทุกชิ้นส่วน – โดยเฉพาะอย่างยิ่งทั้งสัมผัสแบตเตอรี่ – เป็นด้านเดียวของตู้ที่ระบุว่าไม่มีสายไฟระหว่างสองเปลือกหอย สิ่งนี้ทำให้ฉันสามารถติดตั้งสายกาวได้ซึ่งในทางกลับกันแสดงให้เห็นว่าการประกอบที่ง่ายขึ้นมาก (ไม่มีสายที่บีบอัด!) และอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

มี hysteresis จำนวนเล็กน้อยจากการดึงดูดแม่เหล็กไปยังห่วงโซ่การเชื่อมโยงบอล อุปกรณ์ต้องการ “แตะ” เล็กน้อยเพื่อปิดเมื่อเปิดใช้งาน นี่เป็นที่ชื่นชอบ แต่ไม่ได้ตั้งใจและแสดงให้เห็นว่าตัวเลือกการออกแบบทางกายภาพอย่างใกล้ชิดสามารถส่งผลต่อการทำงานอย่างไร

ก่อนที่จะสร้างต้นแบบฉันทำแนวคิดการพิสูจน์ขนาดเล็กสำหรับแนวคิดที่แตกต่าง: การใช้สวิตช์ Tilt Rolling Tilt เพื่อปฐมนิเทศ Sense และเปิดใช้งาน Buzzer อุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้ใช้ลูกบอลโลหะสองลูกภายในเคสเพื่อปิดหรือเปิดการเชื่อมต่อไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการวางแนว การเชื่อมต่อที่น่าเสียดายที่มีขนาดเล็กและพวกเขาไม่ได้พกพาปัจจุบันเป็นอย่างดี เสียงกริ่งปล่อยเสียงที่รัดกุมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มส่วนประกอบมากขึ้นในการออกแบบ แต่เลือกแม่เหล็กกลิ้งและรีดสลับเทคนิคแทน

ทัวร์วิดีโอ

คำเตือน: เสียงประกอบด้วยการส่งเสียงบี๊บดัง ๆ

ผล

ต้นแบบใหม่ประสบความสำเร็จและไม่เพียงเพราะมันทำงานที่ตั้งใจไว้ในวิธีที่คาดหวัง มันเป็นกระบวนการที่ประสบความสำเร็จเพราะ:

มันยังคงตรวจสอบความถูกต้องของสถานที่ตั้งพื้นฐาน: เครื่องพิมพ์ไม่จำเป็นต้องรู้ว่ามันออกมาจากไส้หลอดตราบใดที่ผู้ประกอบการได้รับแจ้งและมีเวลาทำ

มันสามารถสร้างได้อย่างรวดเร็วและรวดเร็ว

การเปลี่ยนแปลงการออกแบบเนื่องจากบทเรียนที่เรียนรู้จากต้นแบบดั้งเดิมได้รับการบูรณาการเรียบร้อยแล้ว

การใช้กระบวนการสร้างต้นแบบซ้ำ

ในการสร้างต้นแบบ Mister Screamer ฉันทำสิ่งต่อไปนี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจากแนวทางแบบวนซ้ำ:

กำหนดปัญหาและขอบเขตอย่างรอบคอบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปัญหาที่คุณคิดว่าคุณมีเหมือนเดิมที่มีอยู่จริง ในส่วนหนึ่งของหนึ่งในโครงการนี้ฉันคิดว่าปัญหาของฉันไม่ได้เป็นจริงที่เครื่องพิมพ์ของฉันไม่มีจอวัดเส้นใย ปัญหาของฉันคือเส้นใยสามารถไม่มีใครสังเกตได้แม้ว่าฉันจะอยู่ในห้องเดียวกัน

การออกแบบสิ่งที่แก้ปัญหาที่สังเกตได้ไม่มากและไม่น้อย

ทดสอบความคิดบางอย่างด้วยการพิสูจน์แนวคิดก่อนที่จะทำตามต้นแบบ

สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและราคาถูกตามที่คุณทำได้

ทดสอบในสภาพจริง ต้นแบบอาจล้มเหลวหรือสั้นอย่างน้อยหนึ่งวิธีและปัญหาที่ซ่อนอยู่จะถูกบังคับให้เข้ากับพื้นผิว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเกิดความล้มเหลวในสิ่งที่ได้รับการเรียนรู้

ใช้สิ่งที่เรียนรู้ในการปรับแต่งการออกแบบ

Mister Screamer V2 พอใจทุกความต้องการ แต่ยังคงให้การค้นพบที่สามารถใช้เพื่อปรับปรุงรุ่นที่ตามมา บทเรียนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เรียนรู้คือการออกแบบนี้ขึ้นอยู่กับเค้าโครงของเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้

ในเครื่องพิมพ์ของฉัน (A RapeR3D N2) สปอลเส้นใยอยู่ห่างจากพื้นที่พิมพ์ ไม่เพียง แต่มีที่ว่างสำหรับอุปกรณ์ที่จะแขวนจากสปูลไม่มีความเสี่ยงใด ๆ ของหน่วยที่สิ้นสุดที่ใดที่หนึ่งที่ลำบากเมื่อมันตก เครื่องพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ อาจมีเลย์เอาต์ทางกายภาพที่ไม่อนุญาตให้ Mister Screamer ทำงานได้ดี หากอุปกรณ์เป็นอันตรายในการพิมพ์หัวพิมพ์หรือสามารถตกอยู่ในพื้นที่การพิมพ์เมื่อเส้นใยหมดนั่นคือการถามถึงปัญหา

ในขณะที่มันยืน Mister Screamer V2 ทำงานได้ดีพอที่จะใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ว่าขอบเขตของมันจะมุ่งเน้นไปที่เครื่องพิมพ์และความต้องการของตัวเอง การปรับปรุงที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ สามารถดึงดูดการไล่ล่า แต่ไม่ค่อยจำเป็นต้องทำซ้ำจนกว่าตัวเลือกจะสมบูรณ์แบบ หากมีการระบุปัญหาอย่างถูกต้องและเข้าใจได้ง่ายกว่ามากที่จะตัดสินเมื่อมีตัวเลือกเสร็จสิ้น

การออกแบบสิ่งที่แนบมาสำหรับ Mister Screamer รุ่นนี้มีอยู่ใน GitHub