Bakgrunn: Datteren min deltar i et arrangement som heter “Colorguard” og søker om å bli kaptein for neste sesong. Et av kravene til søknaden er å gjøre noe for å forbedre laget. Hun bestemte seg for å lage en rullevogn til den tunge høyttaleren som laget bruker til å spille musikk under øvelser og opptredener.
Hovedproblemet: Hvordan lage en vogn som holder høyttaleren under transport og samtidig gjør det mulig å fjerne høyttaleren uten å modifisere den.
Sekundært problem: hvordan erstatte et tapt høyttalerhåndtak.
Løsning av sekundærproblemet: Sekundærproblemet var litt enklere å løse enn primærproblemet, så jeg tok selvfølgelig tak i det først. Høyttaleren leveres med tre identiske knotter som er festet med skruer. Jeg kunne fjerne en av de to gjenværende knottene og bruke EinScan-SP 3D-skanneren til å ta et bilde av knotten.
Siden pennen var veldig mørk, pudret jeg den med et tynt lag babypudder slik at skanneren kunne fikse overflatene. Skanneren “EinScan-SP” har en fantastisk funksjon – den justerer automatisk hver skanning når dreieskiven slås på. Den justerer også automatisk flere skanninger av et objekt i ulike posisjoner. Programvaren plukker opp ikke-lineære geometripunkter fra flere skanninger og justerer dem i forhold til hverandre. Dette gjør det mulig for brukerne å registrere ikke bare sidene, men også toppen og bunnen av objektet.
Jeg kunne også bruke redigeringsfunksjonene i programvaren til å fjerne eventuelle bakgrunnsartefakter (visuell forvrengning) fra skanningen før jeg gjorde den om til et mesh-objekt i STL.
Rengjøring og tilpasning: Etter at jeg hadde eksportert skanningen til STL, hadde jeg noen flere ting å gjøre. Håndtaket var noe slitt, og noen av gummiputene var revet av eller hang av håndtaket. Jeg brukte Autodesks Meshmixer(www.meshmixer.com), et gratis verktøy, til å importere STL-filen og rydde opp i de ujevne overflatene som var forårsaket av slitasjen på håndtaket. Jeg kunne bruke verktøyet Deform: Smooth etter å ha markert de ujevne områdene med markeringsbørsten i “Meshmixer”.
Datteren min ville også endre klistremerket som var trykt på pennen, så jeg brukte verktøyet “Edit: Erase and Fill” for å fjerne den innebygde teksten og skape en flat overflate. Jeg brukte også “Meshmixer” til å rydde opp i skruehullene slik at de ble sylindriske.
Etter å ha gjort disse endringene i håndtaket eksporterte jeg maskenettet til en STL-fil fra Meshmixer. Filen viste seg å være svært stor – 26 MB. Jeg brukte et annet gratisprogram som heter Meshlab (www.meshlab.net) til å redusere størrelsen på STL-filen ved å desimere de ekstra polygonene (Filters: Remeshing, Simplification, and Reconstruction: Simplification Quadric Edge Collapse Decimation). Dette høres ut som mye arbeid, men programvaren gjør alt arbeidet for deg. Jeg klarte å reeksportere nettet fra Meshlab til en akseptabel størrelse på 2,4 MB fra den opprinnelige Meshmixer-filen på 26 MB.
Meshlab har massevis av funksjoner for å arbeide med masker, for eksempel skannedata fra 3D-skannere. “Meshmixer” og “Meshlab” er uvurderlige verktøy for alle som bruker 3D-skannere.
For å sette inn ny tekst i pennen bestemte jeg meg for å bruke Autodesks enkle og gratis CAD-program Tinkercad. Jeg importerte en redusert STL-fil til Tinkercad og planerte et plan på overflaten der jeg ville sette inn teksten. Deretter brukte jeg “Text and Numbers”-funksjonen i Tinkercad til å skrive inn teksten og “Hole”-funksjonen til å skjære ut teksten i modellen. Deretter markerte jeg teksten og nettet og slo dem sammen. Jeg eksporterte det nye nettet for 3D-utskrift.
For å 3D-printe pennen brukte jeg den nye Afinia H+1 3D-printeren og Cheetah fleksibelt filament fra NinjaTek.
Jeg brukte 80 % fyll med høyere tetthet og brukte H+1-skriverens TPU-ekstruder til de fleksible filamentene. Fyllet med høyere tetthet ga pennen større stivhet, men gjorde den samtidig myk å ta på og behagelig å bruke.
Her er resultatet av å bytte ut håndtaket:
La oss nå komme til hoveddelen av prosjektet: hvordan du bygger en høyttalervogn.
Datteren min fortalte meg at hun ønsket å lage en robust vogn som kunne holde høyttaleren på plass, men som samtidig var enkel å ta av vognen. Vi så på høyttaleren og kom på ideen om å bruke høyttalerfestet som festepunkt på vognen.
Da jeg inspiserte området, la jeg merke til at det var mange fordypninger, vertikale vegger, skrå vegger og en sylinder for et monteringsrør. Vi kunne ha brukt mye tid med en skyvelære for å få nøyaktige mål, men hvorfor gjøre det når du har en håndholdt 3D-skanner? Vi brukte EinScan Pro 2X PLUS fra Shining 3D.
Med denne håndholdte skanneren kunne vi bevege skanneren dynamisk over hulrommet og ta bilder av mange flate områder. Først påførte vi målmarkører slik at vi kunne bruke HD-overflateavbildning.
Deretter brukte vi en “EinScan Pro 2X PLUS”-skanner med EXSCAN PRO-programvaren til å ta bilder av kritiske områder av overflaten. Etter litt rengjøring eksporterte vi maskenettet som en STL-fil, siden vi bare tok bilder av toppen av overflaten og ikke hele høyttaleren.
“EinScan Pro 2X PLUS” leveres med programvaren Solid Edge, som er en komplett CAD-pakke med reverse engineering-funksjoner, men i dette tilfellet bestemte jeg meg for å bruke “Autodesk Fusion 360″(https://www.autodesk.com/products/fusion-360), siden vi har mange skoler og hobbyister som bruker denne programvaren, og den har mesh-import og reverse engineering-funksjoner.
Jeg importerte den ikke-vanntette STL-filen til Autodesk Fusion 360 og kunne begynne å ta noen mål og definere noen plan.
Siden jeg hadde en skannet nettingkasse, kunne jeg se den mens jeg tegnet de nødvendige elementene for å lage modellen.
Og gjør mesh-modellen usynlig, bare for å se modellen min uten mesh.
Etter at jeg var fornøyd med utformingen av modellen og hvordan den virtuelt passet inn i nettmodellen. gikk jeg over til 3D-printing. Modellen var for stor til å skrives ut i sin helhet, så jeg brukte en veldig enkel Modify: Split Body-funksjon for å dele modellen i to deler for 3D-utskrift.
Jeg brukte “Afinia H+1” og skrev ut to stykker svart PLA, og var oppmerksom på utskriftsbanen for å øke styrken på sylinderen og veggene i den utskrevne modellen. For å gi sylinderen mest mulig styrke bør du printe den på siden slik at printbanen går i hele sylinderens lengde fra topp til bunn, ikke bare i sirkler og lag. Lagene er det svakeste punktet i utskriften, så tenk på hvor sidekraften vil virke på modellen etter utskrift, og sørg for at lagene er vinkelrett på kraftretningen.
Her er de trykte delene til prosjektet vårt:
Nå begynte vi å montere delene i høyttaleren for å se hva vi fikk.
Jøss, de passet perfekt! Krevde ingen 2., 3., 4. osv. modifikasjoner. Dette er rett og slett uhørt! Alt takket være 3D-skanning med “Shining 3D” “EinScan Pro 2X PLUS”.
Her er bilder av resten av den monterte vognen. Rammen er laget av 1,5″ ABS-rør som er sveiset sammen med aceton, og monteringsplaten er et stykke sponplate. Alt i alt ikke så verst for et far-datter-team med de rette verktøyene.
Leave a Reply