Il grande orologio "dei nipoti"

Concept di design: -

Partendo senza alcuna idea del design, questo meccanismo dell'orologio è costruito puramente su tentativi ed errori e su una fervida immaginazione. (Non sono un ingegnere: è più un'opera d'arte che un orologio meccanico e un'opera di design.) Ho deciso di partecipare al concorso Timepiece e, essendo il mio primo concorso in assoluto, senza avere la minima idea di cosa stessi facendo o di cosa aspettarmi.

In appena 5 minuti, ho deciso di costruire un orologio da zero, senza remix o idee prese in prestito, utilizzando ingranaggi e un metodo innovativo per azionarlo. L'orologio si sarebbe chiamato "Il Grande - Orologio dei Nipoti". Questo mi ha fatto partire con uno schermo bianco e forme e parti di base disponibili su Tinkercad. Il risultato è questo modello unico e progettato da me, con zero contenuti AI. Stampato e progettato la sera e nei fine settimana (Grazie a Tinkercad e al team di Autodesk, progettato al 100% utilizzando un programma CAD online open source.)

Questo modello idealmente necessita della Creality K2: dimensioni del piatto e stampa multi-colore, verniciatura, e inoltre considerazione per le tolleranze di lavoro. (Ho scoperto la Support Painting nella stampa Creality solo alla fine della costruzione.)

Volevo che fosse educativo per i miei nipoti, ed è risultato essere molto educativo anche per il nonno!

Idealmente, in seguito, bisogna includere un giocattolo o qualche aggiunta interessante per loro come motivazione (sto pensando a un ottovolante per biglie e un ascensore che è attualmente in fase di progettazione). Questo dovrebbe aiutare a insegnare loro come leggere i vecchi display analogici dell'ora e come funzionano gli ingranaggi.

Il lavoro sul motore passo-passo, l'ottovolante per biglie e la pompa/ascensore per biglie verrà aggiunto e sarà anche disponibile per il download gratuito.

Al momento della preparazione per la sottomissione, l'attuale meccanismo dell'orologio è stato progettato, stampato e assemblato, inclusi i test funzionali completati con successo.

Si prega di notare che il design richiede molto materiale hardware. Ho utilizzato articoli che avevo già disponibili nella mia area di lavoro 3D e nel garage.

Rapporti dell'orologio dovevano essere 60:1 e di nuovo 60:1. Se il motore passo-passo funziona, l'orologio deve tenere il tempo ed essere potenzialmente funzionale. Il design come strumento didattico concettuale e per il puro amore che ho per i miei nipoti. Doveva essere divertente. Eppure, sfidandomi al livello successivo della stampa 3D.

(Il meccanismo di trasmissione da aggiungere e condividere in seguito dovrebbe permettere di impostare il motore passo-passo a 60 RPM per attivare il braccio radiale e l'ascensore per biglie.

Se completamente funzionante, questo design può aprire una vasta gamma di nuovi design e temi per il progetto di base.

Questo orologio è alloggiato in una teca in vetro di sicurezza supportata da una cornice stampata in 3D superiore e inferiore. (Questa sarà condivisa gratuitamente non appena riuscirò a risolvere il problema dei file che sto attualmente affrontando.)

Dimensioni – L'assemblaggio completo dell'orologio con base è alto quasi 700 mm per 230 mm x 300 mm. La teca in vetro lo porta a poco più di 770 mm di altezza. (Grande e d'impatto con effetto luminoso dall'alimentatore sottostante.)

Quanti file stampati?

Totale delle stampe al momento del caricamento per il concorso: circa 52. Alcuni articoli devono essere aggiunti prima della scadenza del concorso, quindi questa cifra è solo indicativa. Si noti che alcuni articoli sono stampati in 2 o più multipli.

Impostazioni di stampa

Filamento - Creality CR-PETG Trasparente (credo di aver usato 10 kg) e Generico Fosforescente Blu solo per i numeri del quadrante.

Tempo di stampa – Il tempo di stampa e i miei esperimenti rudimentali sono stati di oltre 130 ore come minimo.

(È possibile ridurre il tempo e risparmiare sul filamento riducendo il riempimento e in alcuni casi i loop delle pareti: è sovradimensionato piuttosto che non avere nulla da mostrare per il concorso.)

Stampanti utilizzate - Creality K2 x 2

I file caricati sono parti effettivamente stampate (alla fine ho caricato file generici poiché non riesco in alcun modo a caricare i file del piatto.)

Si prega di notare che in alcuni casi le strutture di supporto e l'orientamento sono critici: l'ho imparato a mie spese. Soprattutto sugli ingranaggi conici.

(Potrebbero esserci errori nel caricamento dei file, quindi se avete bisogno di aiuto, non esitate a contattarmi per il supporto.

È possibile con stampanti più piccole, originariamente realizzato su Creality K2. Disponibile ad aiutare chiunque voglia costruirne uno per sé, anche su una stampante più piccola. Sarebbero necessari alcuni file extra per le parti unite.)

In alcuni casi, è richiesto un bel po' di lavoro di finitura: (un esempio è la scala del braccio radiale, che deve essere a incastro a pressione, altrimenti è traballante e non funziona. Ho dovuto stamparne tre per risolvere finalmente il problema.)

Potrebbe essere necessario utilizzare la modalità Esperto e controllare specificamente l'offset dell'asse Z per le parti piatte più grandi. Il piatto deve essere pulito e preparato per l'adesione. (Slush ABS o colla stick)

Svilupperò un PDF con istruzioni passo passo per l'assemblaggio: in questo modo potrò anche verificare che il modello sia completo al 100%.

Temperature utilizzate per il CR-PETG erano tra 240 e 247 gradi.

Ugello - Ugello da 0,4 mm Altezza layer 0,2 mm – Standard

Si noti che la seconda immagine è con la trasmissione corretta: si possono vedere i 4 ingranaggi che trasmettono le ore alla lancetta delle ore, che è l'ultimo ingranaggio.

Aggiunti file per le lancette dell'orologio semplici, poiché le mie erano personalizzate con i nomi dei miei nipoti su ciascuna di esse.

La parte più cruciale dell'orologio sono gli ingranaggi conici e specificamente gli ingranaggi conici che trasmettono e ricevono potenza tra i due livelli. (È importante sezionarli almeno con i denti in posizione verso l'alto e non avere supporti e interferenze su di essi durante la stampa. Qui ho dovuto ristamparli per garantire un risultato migliore.)

Gli unici elementi che devo davvero migliorare sono la trasmissione delle ore.

Le stampanti K2 sono capaci e molto divertenti. (Ordinerò presto ugelli da 0,2 mm perché voglio fare lavori più intricati.)

Assemblaggio: -

Per questo modello sono richiesti vari componenti hardware, viti, dadi, bulloni, rondelle, cinghie, ecc. (Nota bene: ho una selezione di bulloni e dadi e ho utilizzato articoli e montato come richiesto. Potrebbe essere aggiunta in seguito una distinta base per aiutare gli altri a costruire lo stesso modello. Non avrò abbastanza tempo per farlo ora e rispettare la scadenza del concorso, quindi mi impegno a fornire ulteriori aggiornamenti e condivisioni di informazioni in futuro.)

Due barre in alluminio da 4 mm lunghe circa 330 mm, tagliate a misura al termine dell'assemblaggio.

Super Colla

Per quanto riguarda viti, dadi e viti autofilettanti, ho usato ciò che avevo a portata di mano (da M2 a M8 in varie lunghezze).

Alcuni fori devono essere alesati e/o levigati con carta vetrata a grana fine.

Sviluppi futuri.

Per il motore passo-passo e il giocattolo: in corso e saranno rilasciati e aggiunti dopo il concorso.

Strumenti

Se disponibile, un Dremel (micro-levigatrice) o dispositivo simile sarebbe vantaggioso. Trapano da 2 mm.

Chiavi a brugola, pinze, cacciaviti: elementi di base.

Le parti dovrebbero essere preparate per la verniciatura e verniciate prima dell'assemblaggio. Oppure stampate a colori.

Trapani da 1,8 a 4 mm sarebbero vantaggiosi. Ho usato solo uno da 2 mm e poi il Dremel.

Inoltre sono richiesti i seguenti articoli: -

Cuscinetti 608 (OD 22 mm x ID 8 mm x Spessore 7 mm) (ne ho comprati 30 e alla fine ne sono avanzati alcuni)

Cuscinetti con diametro interno 12 mm, diametro esterno 32 mm e spessore 10 mm. Ne ho usati 4, uno su ogni mozzo delle ore e sulla scala radiale.

2 x barra in alluminio da 4 mm: ho riciclato una vecchia antenna TV scartata per i due alberi. Questa dovrà essere forata con 3 fori da 2 mm sul lato di ingresso della scala radiale dell'orologio e sul braccio dei secondi se richiesto, nonché sull'albero inferiore alla fine della trasmissione e sulla puleggia di uscita delle ore.)

1 x Motore passo-passo NEMA-17

1 x Motore passo-passo con azionamento a impulsi MKS – Generatore di segnali PWM (Modulo generatore di segnali a impulsi per motore passo-passo DC 12V 24V MKS OSC)

1 x Alimentatore

1 x Driver principale per motore passo-passo. (L'MKS serve per inviare segnali e per proteggerlo da sovraccarichi; un normale driver per motore passo-passo riceve gli impulsi e svolge il duro lavoro della corrente.)

L'attuale traguardo raggiunto per questo concorso è avere un meccanismo dell'orologio completamente funzionale progettato da zero, stampato e testato.

Realizzato, progettato e costruito da 'Cephas not of Rome'

clockwork