El gran reloj de los 'nietos'

Concepto de diseño: -

Comenzando sin idea del diseño, este mecanismo de reloj se construye puramente a base de ensayo y error e imaginación desbordada. (No soy ingeniero: esto es más una obra de arte que un reloj mecánico y una obra de diseño). Decidí participar en el concurso de relojes y, siendo este mi primer concurso, sin saber qué estaba haciendo ni qué esperar.

En solo 5 minutos, decidí construir un reloj desde cero, sin remixes ni ideas prestadas, usando engranajes y una forma novedosa de impulsarlo. El reloj llevaría el nombre "El Gran Reloj de los Nietos". Esto me puso frente a una pantalla en blanco con formas y piezas básicas disponibles en Tinkercad. El resultado es este modelo único y autodediseñado con cero contenido de IA. Impreso y diseñado por las noches y los fines de semana (Gracias a Tinkercad y al equipo de Autodesk, 100% diseñado usando un programa CAD en línea de código abierto).

Idealmente, este modelo necesita la Creality K2: tamaño de cama e impresión multicolor, pintura, y consideración adicional a las tolerancias de trabajo. (Solo me enteré del Soporte de Pintura en la impresión de Creality al final de la construcción).

Quería que fuera educativo para mis nietos, ¡y resultó ser bastante educativo para el abuelo!

Idealmente, más adelante necesita incluir un juguete o algún complemento interesante para ellos como motivación (Estoy pensando en una montaña rusa de canicas y un ascensor que está en diseño ahora). Esto debería ayudar a enseñarles a leer las antiguas esferas de relojes analógicos y cómo funcionan los engranajes.

El trabajo en el motor paso a paso, la montaña rusa de canicas y la bomba/ascensor de canicas se añadirá y también será de descarga gratuita.

En el momento de preparar esto para su presentación, el mecanismo del reloj real está diseñado, impreso y ensamblado, incluyendo las pruebas funcionales completadas con éxito.

Tenga en cuenta que el diseño necesita mucho hardware. Usé artículos que ya tenía disponibles en mi área de trabajo de impresión 3D y garaje.

Las relaciones del reloj debían ser 60:1 y de nuevo 60:1. Si el motor paso a paso funciona, el reloj debe mantener la hora y ser potencialmente funcional. El diseño es como una herramienta conceptual de enseñanza y por el puro amor que siento por mis nietos. Necesitaba ser disfrutable. Sin embargo, me desafió al siguiente nivel de la impresión 3D.

(La transmisión que se añadirá y compartirá más adelante debería permitir configurar el motor paso a paso a 60 RPM para activar el brazo radial y el ascensor de canicas.

Si funciona completamente, este diseño puede abrir toda una serie de nuevos diseños y temas para el diseño básico.

Este reloj está alojado en una vitrina de vidrio de seguridad que está soportada por un marco impreso en 3D en la parte superior e inferior. (Esto se compartirá gratis tan pronto como pueda resolver el problema con los archivos que tengo actualmente).

Tamaño – El ensamblaje completo del reloj con la base tiene casi 700 mm de alto por 230 mm x 300 mm. La caja de vidrio lo lleva a poco más de 770 mm de alto. (Grande e impactante con efecto de luz desde la caja de la fuente de alimentación abajo).

¿Cuántos archivos impresos?

Total de impresiones en el momento de cargar para el concurso: aproximadamente 52. Algunos artículos se añadirán antes de la fecha límite del concurso, por lo que esta cifra es solo indicativa. Tenga en cuenta que algunos artículos se imprimen en 2 y múltiplos.

Configuración de impresión

Filamento - Creality CR-PETG Transparente (supongo que usé 10 kg) y Genérico Brillante en la Oscuridad Azul solo para los números de la esfera.

Tiempo de impresión – El tiempo de impresión y mis experimentos rudimentarios fueron de un mínimo de más de 130 horas.

(Puede reducir el tiempo y ahorrar filamento reduciendo el relleno en algunos casos o los bucles de pared: está sobreingenierizado en lugar de no tener nada que mostrar en el concurso).

Impresoras utilizadas - Creality K2 x 2

Los archivos cargados son piezas realmente impresas (finalmente cargué archivos genéricos ya que no parece que pueda cargar los archivos de placa haga lo que haga.

Tenga en cuenta que en algunos casos las estructuras de soporte y la orientación son críticas: lo aprendí de la manera difícil. Especialmente en los engranajes cónicos.

(Puede haber errores en la carga de archivos, así que si necesita ayuda, no dude en contactarme para obtener soporte.

Es posible usar impresoras más pequeñas, aunque originalmente se hizo en la Creality K2. Dispuesto a ayudar a cualquiera que quiera construir uno de estos para sí mismo, incluso en una impresora más pequeña. Se necesitarían algunos archivos adicionales para las piezas unidas).

En algunos casos, se requiere bastante trabajo de acabado: (Un ejemplo es la escalera del brazo radial: necesita ser ajustada a presión, de lo contrario se tambalea y no funciona: (Tuve que imprimir tres para eventualmente solucionar el problema).

Es posible que necesite utilizar el modo Experto y comprobar específicamente el desplazamiento del eje Z para piezas planas grandes colocadas. La cama debe estar limpia y preparada para la adhesión. (Lodo de ABS o barra de pegamento).

Desarrollaré un PDF de instrucciones paso a paso para el ensamblaje; de esta manera también podré comprobar que el modelo está 100% completo.

Las temperaturas utilizadas para el CR-PETG estuvieron entre 240 y 247 grados.

Boquilla - Boquilla de 0,4 mm, altura de capa de 0,2 mm: Estándar

Tenga en cuenta que la segunda imagen es con la transmisión correcta, puede ver los 4 engranajes que alimentan las horas a la aguja de las horas, que es el último engranaje.

Archivos añadidos para las manecillas del reloj simples, ya que las mías estaban personalizadas para tener los nombres de mis nietos en cada una de ellas.

La parte más crucial del reloj son los engranajes cónicos y específicamente los engranajes cónicos que alimentan y transmiten la potencia entre los dos niveles. (Es importante laminar estos al menos con los dientes en posición hacia arriba y no tener soporte ni interferencia en ellos durante la impresión; aquí tuve que reimprimirlos para asegurar un mejor resultado del producto).

Los únicos artículos que realmente necesito mejorar son la transmisión de las horas.

Las impresoras K2 son capaces y muy divertidas. (Pronto pediré boquillas de 0,2 mm para hacer trabajos más intrincados).

Ensamblaje: -

Se requieren varios herrajes, tornillos, tuercas, pernos, arandelas, correas, etc., para este modelo. (Tenga en cuenta: tengo una selección de pernos y tuercas y usé artículos y los ajusté según sea necesario. (Es posible que se añada una BOM - Lista de Materiales más adelante para ayudar a otros a construir el mismo. No tendré tiempo suficiente para hacer esto ahora y cumplir con la fecha límite del concurso, así que me comprometo a futuras actualizaciones y compartir información en el futuro).

Dos varillas de aluminio de 4 mm de unos 330 mm de largo, recortadas a la longitud cuando se complete el ensamblaje.

Super Glue

En cuanto a tornillos, tuercas y tornillos autorroscantes, usé lo que tenía a mano (de M2 a M8 en varias longitudes).

Algunos agujeros necesitan ser escariados y/o pulidos con papel de lija de grano fino.

Desarrollos futuros.

Para el motor paso a paso y el juguete: en curso y se publicará añadido después del concurso.

Herramientas

Si está disponible, una Dremel (microamoladora) o dispositivo similar sería ventajoso. Broca de 2 mm.

Llaves Allen, alicates, destornilladores: básicos.

Las piezas deben prepararse para pintar y pintarse antes del ensamblaje. O impresas en colores.

Brocas de 1,8 a 4 mm serían ventajosas. Solo usé una de 2 mm y luego la Dremel.

Adicionalmente se requiere lo siguiente: -

Rodamientos 608 (OD 22 mm x ID 8 mm x Grosor 7 mm) (Compré 30 y me sobraron algunos al final).

Rodamientos Diámetro interior x 12, diámetro exterior 32 por 10 mm de grosor, usé 4 de ellos, uno en cada cubo de hora y la escalera radial.

2 varillas de aluminio de 4 mm: reciclé una vieja antena de TV desechada para los dos ejes. Esto necesitará ser perforado con 3 lugares x agujeros de 2 mm en el lado de entrada de la escalera radial del reloj y el brazo de segundos si es necesario, así como el eje inferior al final de la transmisión y en la polea de salida de horas).

1 motor paso a paso NEMA-17

1 motor paso a paso de accionamiento por pulsos MKS: Generador de señales PWM (Módulo generador de señales de pulso de motor paso a paso MKS OSC DC 12V 24V).

1 fuente de alimentación

1 controlador principal de motor paso a paso. (El MKS es para enviar señales y para protegerlo de sobrecarga, un controlador de motor paso a paso normal recibe los pulsos y hace el trabajo duro de corriente.

Mi hito actual alcanzado para este concurso es tener un mecanismo de reloj completamente funcional diseñado desde cero, impreso y probado.

Hecho, diseñado y construido por 'Cephas not of Rome'

clockwork