Wir bei Formfutura waren schon immer überzeugte Verfechter der Idee, dass der 3D-Druck nicht nur für die Herstellung von schönen Objekten wie Vasen, Spielzeug und Erinnerungsstücken oder Prototypen mit unseren industriellen Filamenten verwendet werden sollte. Wir glauben, dass der 3D-Druck ein großer Schritt nach vorne ist und auch in Zukunft sein wird, um die Bedürfnisse derjenigen zu lindern, die nicht so viel Glück im Leben haben. Der 3D-Druck eigener Prothesenteile von zu Hause aus zu einem Bruchteil der Kosten ist eine der Säulen, die die 3D-Druck-Bewegung vorantreiben und weiter vorantreiben werden.
Um diese Aussage zu unterstreichen, haben wir uns angesehen, was wir mit unseren Filamenten realisieren können. Bald fanden wir die fantastische Organisation mit dem Namen “ Die Zukunft ermöglichen “, die genau das tut. 3d-Druck einer Reihe von Handprothesen, die speziell (aber nicht nur) für Kinder hergestellt werden. Wir begannen, die Entwürfe zu analysieren, stellten aber bald fest, dass die Hände alle sehr mechanisch aussahen und dem Motto “Funktion vor Form” folgten, was natürlich völlig in Ordnung ist, da eine Handprothese, die zwar schön aussieht, aber keine Funktionalität bietet, nutzlos ist. Aber dann haben wir das Blatt K1 gefunden. Eine schöne anthropomorphe Hand, die alle Kriterien erfüllt, die wir erfüllen wollten.
Bei unseren Recherchen über die Hand fiel uns auf, dass es keine Bauprotokolle, Handbücher oder Videos von funktionierenden Beispielen gibt. Nach unseren ersten Druckversuchen fanden wir bald heraus, warum. Es ist ein schwer zu bedruckendes Objekt, bei dem man sich mit einer Reihe von Schwierigkeiten auseinandersetzen und die Datenblätter durchsehen muss, um ein passendes Material zu finden. Hier ist die detaillierte Reise, die wir unternommen haben, um diese schöne Hand zu bauen, einschließlich der Teile, die besondere Aufmerksamkeit benötigen, und der entsprechenden Druckeinstellungen in Simplify3D.
Wir hoffen, dass dieser erste Blogpost anderen helfen wird, diese fantastisch gestaltete Handprothese erfolgreich zu drucken und denjenigen, die sie brauchen, etwas Trost zu spenden.
Die K1-Hand von Evan Kuester
Laden Sie die K1-Hand-.stl-Dateien hier
Der Anfang
Wir begannen mit einer Analyse der Komponenten, aus denen das K1 besteht:
Wir haben 3 identische Finger, 1 kleinen Finger, einen Daumen, die Handfläche und ein Unterarmstück. Das Ganze wird ohne Metallgegenstände zusammengesetzt. Stattdessen verwendet das Design gedruckte Stecker, die an den Verbindungsstellen einrasten. Wir haben 5 Stecker für die Finger und 2 größere Stecker, die das Handgelenk bilden und die Hand mit dem Unterarmteil verbinden.
Die Hand wird durch eine Bewegung des Handgelenks geschlossen. Durch diese Bewegung werden die von uns verwendeten durchsichtigen PPMA-Fäden unter Spannung gesetzt, und die Hand schließt sich. Bewegen Sie das Handgelenk nach hinten, wird die Spannung abgebaut und die Gummibänder ziehen die Hand wieder auf. Der Entwurf ist nicht sehr komplex, aber wie immer steckt der Teufel im Detail.
Wir haben zunächst unser ApolloX™-Filament verwendet. Wir haben uns für unser ApolloX™ entschieden, weil es ein sehr robustes Material ist (für den Außenbereich und die Automobilindustrie), das UV- und witterungsbeständig ist, einen guten Druckfluss aufweist und mit der Zero-Warping-Technologie ausgestattet ist. Wir dachten, dass dieses Polymer genügend Steifigkeit und ästhetischen Wert bieten würde, um die Hand in einem Zug fertig zu stellen. Aber wie wir als Druckerenthusiasten alle wissen, ist es eine Reise.
Die komplexe Choreografie aus Druckeinstellungen, Druckereinrichtung und -fähigkeiten, Materialkenntnissen, 3D-Design und praktischer Erfahrung, die für die Herstellung erstklassiger Drucke erforderlich ist, ist eine harte Nuss, und obwohl der ApolloX™ wunderbare Ergebnisse lieferte, war der Kunststoff selbst einfach nicht stark genug, um während unserer Testphase standzuhalten, als wir die Hand großen Belastungen aussetzten, um sicherzustellen, dass sie so funktional und dauerhaft ist, wie sie sein sollte.
Um genau zu sein, sind die Fugenwände sehr dünn, um ein ästhetisches Aussehen zu gewährleisten. Aber selbst mit 100 % Füllung würden sie beim Aufheben schwerer Gegenstände oder bei extremen und schnellen Bewegungen reißen. Zum Glück haben wir etwa 20 Materialien in unserem Filamentportfolio, und so haben wir uns in die Datenblätter vertieft, um ein Material zu finden, das noch mehr Festigkeit bieten würde: unser technisches Filament auf ABS-Basis namens TitanX™ in Industriequalität.
Hier sind einige Aufnahmen vom Druck des K1 mit dem ApolloX™ und den Druckeinstellungen, die wir in S3D verwendet haben, um dieses Stadium zu erreichen (dies sind alles unbehandelte Teile, die direkt aus unserem Lulzbot Taz-5-Drucker stammen):
Wir waren sehr zufrieden mit der Druckqualität und der Fähigkeit des Filaments, selbst die feinsten Details zu reproduzieren. Sogar die schwierigen Stellen, an denen wir Stützstrukturen in einige Gelenke einbauen mussten (die Finger haben Gelenke, die an Ort und Stelle gedruckt werden), wurden perfekt ausgeführt und das Entfernen war ein Kinderspiel.
Die Handfläche benötigte schwere Stützstrukturen, da sie nur auf wenigen kleinen Stücken auf dem Druckerbett stand (insbesondere beim Drucken der Hand mit mehr als 50 % Füllung) und hin und her wackelte. Aber das Endstück sah perfekt aus und der Kraftaufwand zum Schließen der Hand war minimal. Sie sah aus und fühlte sich an (beim Händedruck) wie eine menschliche Hand und nicht wie eine Roboter- oder Terminatorhand, so dass dieser Prototyp aus unserer Sicht ein Erfolg war.
In unserem nächsten Beitrag werden wir unsere Reise fortsetzen und die Hand mit unserem industrietauglichen technischen Filament auf ABS-Basis namens TitanX™ herstellen, um sicherzustellen, dass die Hand nicht nur gut aussieht und sich gut anfühlt, sondern auch eine echte funktionale Ergänzung für diejenigen darstellt, die sie benötigen!
Screenshots unserer Simplify3D-Einstellungen (zum Vergrößern anklicken):
Vielen Dank für die Lektüre und wenn Sie Fragen haben, können Sie uns gerne unten einen Kommentar schreiben!