3D印表機拆解與機構課程分享

這幾天的暑假時,有篇很有趣的實作專題在網路上被轉載

DIY RepStrap 3D Printer Uses Wood and Glue as Its Primary Components

螢幕快照 2019-08-01 上午12.17.38.png

雖然這篇是2015年的實作專題,但到現在還是會受到很多人喜愛,因為上面他將常見的3D印表機上的組件拆下,換成用熱融膠組合的木條作為結構的製作方式,這樣無理頭的想法反而會受到大家喜愛。但在這個實作中,可以另外來思考,今天如果要製作一台3D印表機的話有哪些組件需要進行考量?

解構 再建構

解構在於將一個作品拆解,分出你能識別的單一結構。

就思考一下,機器是一個大集合,其中包含了各種機構,而機構間透過機架固定;那機構裡面呢?機構裡面有不同的機件,比方說齒輪、軸承等等,因此從一台機器裡面進行拆解,可以發現很多課程中能夠用到的東西。

比方說一般家用印表機分解後,他會剩下一個水平方向移動的軸(通常搭配光軸),再來中間滾筒,其他的加熱區塊和碳粉供應的組件,而一台3D印表機則有三個運動軸向,另外加上單一一個擠出馬達。再RepRap的網站中可以看到不同類型的3D印表機,可以趁機觀察一下唷(https://reprap.org/wiki/RepRap)。

在課程上進行時,一部份課程可以讓學生試著拆解、分析身邊常見到的機械元件。
像有的老師安排家電拆解的課程,我個人就覺得這是很不錯的課程內容。

 

解構後,我們發現其實機器只有部分的運動區域,剩下只是固定的材料,因此只要設計這些「機架」,我們的機器就可以完成了。

組裝3D印表機可以參考以下資源:

3D印表機組裝

https://diy3dp.pixnet.net/blog/post/72254945-3d印表機-prusa-i3-diy分享

或是網路上直接搜尋你要的型號即可,個人建議剛開始的時後以Prusa i3或是CR系列的為主,後續對於硬體、程式都熟悉時再換成Delta結構的機器,這樣在後續調教校正時的難度比較小。

在課程中可以進行這些觀察與討論,讓學生思考「為什麼」要這樣設計?

當機器都稍微了解他的運作狀況後,建議就可以來想想看能做些什麼?

 

在做發想時,可以先從簡單的機構開始。

我個人頗喜歡夾娃娃機這個主題,但他的加工範圍稍大,而寫字機又是另一個有趣的題材。

如果真的沒想法的話,可以上instructable中找看看,或是這邊有個Machines that Make的MIT專案可以參考參考,就算是帶著學生仿作也很有趣。

其他的關於凸輪、連桿、齒輪、斜齒輪、傘齒輪等等,基本上上網查會有很多。

我個人很喜歡他的分享:https://www.youtube.com/channel/UCli_RJkGWfZvw4IlDLHNCQg

 

像是這樣的機構。

其實作品製作時比起我們提供現有的材料進行拼裝,和依據需求去找符合的材料,兩者的學習和思考方式會很不一樣。我個人偏好後者,因此可以思考我今天的作品中需要什麼?然後加上去,因此不用太講求一定要講到什麼元件,而是依照下面脈絡:

  • 今天如果需要解決A問題,你覺得他需要什麼樣的設計?(想看看、構思與天馬行空)
  • 那這樣的設計有什麼類似的現成物件可以用?(找資料)
  • 找到的物件要如何製作?
  • 製作完成。

大致上是這樣。

提供給大家參考囉 😀

 

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