O Grande Relógio dos "Netos"

Conceito de Design: -

Começando sem nenhuma ideia de design, este mecanismo de relógio foi construído puramente com base em tentativa e erro e imaginação fértil. (Não sou engenheiro – isto é mais uma obra de arte do que um relógio mecânico e uma obra de design.) Decidi participar do concurso de Relógios e, sendo este o meu primeiro concurso, sem fazer ideia do que estava a fazer ou do que esperar.

Em apenas 5 minutos, decidi construir um relógio do zero, sem remixes ou ideias emprestadas – usando engrenagens e uma maneira inovadora de acioná-lo. O relógio teria o nome de "O Grande – Relógio dos Netos". Isso me fez começar com uma tela em branco e formas e peças básicas disponíveis no Tinkercad. O resultado é este modelo único e autodesenhado, com zero conteúdo de IA. Impresso e projetado à noite e nos fins de semana (Obrigado Tinkercad – e à equipe da Autodesk, 100% projetado usando um programa CAD online de código aberto.)

Este modelo idealmente precisa da Creality K2 - tamanho da mesa e impressão multicolorida, pintura, além de consideração às tolerâncias de funcionamento. (Só aprendi sobre a Pintura de Suporte na impressão da Creality no final da construção.)

Queria que fosse educativo para os meus netos, mas acabou por ser bastante educativo para o avô!

Idealmente, mais tarde precisa de incluir um brinquedo ou alguma adição interessante para eles como motivação (Estou a pensar numa Montanha-russa de Bolinhas e elevador, que já está em design.) Isto deve ajudar a ensiná-los a ler as antigas exibições de tempo analógicas e como as engrenagens funcionam.

O trabalho no acionamento por motor de passo, Montanha-russa de Bolinhas e bomba/elevador de bolinhas será adicionado e também estará disponível para download gratuito.

No momento da preparação desta submissão – o Mecanismo do Relógio propriamente dito está projetado, impresso e montado, incluindo testes funcionais concluídos com sucesso.

Por favor, note que o design precisa de muitos componentes de hardware. Usei itens que já tinha disponíveis na minha área de trabalho 3D e garagem.

As proporções do relógio deveriam ser 60:1 e novamente 60:1. Se o motor de passo funcionar, o Relógio deve manter a hora e ser potencialmente funcional. O design como uma ferramenta de ensino conceitual e pelo puro amor que tenho pelos meus netos. Precisava ser agradável. No entanto, desafiando-me ao próximo nível da impressão 3D.

(O acionamento a ser adicionado e compartilhado posteriormente deve permitir que o motor de passo seja definido a 60 RPM – para ativar o Braço radial e o elevador de bolinhas.

Se funcionar totalmente, este design pode abrir uma série de novos designs e temas para o design básico.

Este relógio está alojado numa vitrine de Vidro de Segurança que é suportada por uma moldura impressa em 3D na parte superior e inferior. (Isto será compartilhado gratuitamente assim que eu conseguir resolver o problema com os arquivos que estou a ter atualmente.)

Tamanho – A montagem completa do relógio com a base tem quase 700mm de altura por 230mm x 300mm. A caixa de vidro leva-o a pouco mais de 770mm de altura. (Grande e impressionante com efeito de luz da caixa da fonte de alimentação abaixo.)

Quantos arquivos impressos?

Total de impressões no momento do carregamento para o concurso – aproximadamente 52 – Alguns itens serão adicionados antes do prazo final do concurso, portanto, este número é apenas indicativo. Note que alguns itens são impressos em 2 ou múltiplos.

Configurações de impressão

Filamento - Creality CR-PETG Transparente (acho que usei 10kg) e Genérico Brilha no Escuro Azul apenas para os números do mostrador do relógio.

Tempo de impressão – O tempo de impressão e os meus experimentos rudimentares foram no mínimo superiores a 130 horas.

(Pode reduzir o tempo e economizar filamento reduzindo o preenchimento e, em alguns casos, as paredes – Está superdimensionado em vez de não ter nada para mostrar no concurso.)

Impressoras utilizadas - Creality K2 x 2

Os arquivos carregados são peças realmente impressas (acabei por carregar arquivos genéricos, pois não consigo fazer com que os arquivos da Placa sejam carregados, não importa o que eu tente.

Por favor, note que em alguns casos as estruturas de suporte e a orientação são críticas – aprendi da maneira mais difícil. Especialmente nas engrenagens cônicas.

(Pode haver erros no carregamento de arquivos – então, se precisar de ajuda – sinta-se à vontade para entrar em contato comigo para obter suporte.

É possível em impressoras menores, embora originalmente feito na Creality K2 – Disponível para ajudar qualquer pessoa que queira construir um destes para si – mesmo numa impressora menor. Seriam necessários alguns arquivos extras para peças unidas.)

Em alguns casos, é necessário um trabalho de acabamento considerável – (Um exemplo é a Escada do braço radial – precisa ser encaixada por pressão – caso contrário, fica oscilante e não funciona – (Precisei imprimir três delas para finalmente resolver o problema.)

Pode precisar de utilizar o modo Especialista e verificar especificamente o deslocamento do eixo Z para peças planas maiores colocadas. A mesa deve estar limpa – e preparada para a aderência. (ABS Slush ou bastão de cola)

Vou desenvolver um PDF de instruções passo a passo para a montagem - desta forma também poderei verificar se o modelo está 100% completo.

Temperaturas utilizadas para o CR-PETG foram entre 240 e 247 graus.

Bico - Bico de 0,4 mm Altura da camada 0,2mm – Padrão

Note que a segunda imagem é com a transmissão correta, pode ver as 4 Engrenagens que alimentam as horas para o ponteiro das horas - que é a última engrenagem.

Adicionados arquivos para ponteiros de relógio simples – pois os meus foram personalizados para ter os nomes dos meus netos em cada um deles.

A parte mais crucial do relógio são as engrenagens cônicas e especificamente as engrenagens cônicas que alimentam e transmitem energia entre os dois níveis. (É importante fatiar estas, pelo menos, com os dentes na posição para cima e não ter suporte e interferência neles durante a impressão. – aqui tive de as reimprimir para garantir um melhor resultado do produto.)

Os únicos itens que preciso de melhorar realmente são a transmissão das horas.

As impressoras K2 são capazes e muito divertidas. (Em breve vou encomendar bicos de 0,2mm, quero fazer trabalhos mais intrincados.)

Montagem: -

São necessários vários componentes de hardware, parafusos, porcas, pinos, arruelas, correias, etc., para este modelo. (Tome nota – tenho uma seleção de parafusos e porcas e usei itens e ajustei conforme necessário. – (Uma BOM - Lista de Materiais pode ser adicionada mais tarde para ajudar outros a construir o mesmo. – Não terei tempo suficiente para fazer isto agora e cumprir o prazo do concurso – por isso, comprometo-me a fazer mais atualizações e compartilhamento de informações no futuro.)

Duas hastes de alumínio de 4mm com cerca de 330 mm de comprimento, cortadas no tamanho quando a montagem estiver concluída.

Super Cola

Quanto a parafusos, porcas e parafusos autorroscantes, usei o que tinha à mão – (M2 a M8 em vários comprimentos.)

Alguns furos precisam de ser alargados e/ou polidos com lixa de grão fino.

Desenvolvimentos futuros.

Para o Acionamento por Motor de Passo e Brinquedo - em andamento e a ser lançado e adicionado após o concurso.

Ferramentas

Se disponível, uma Dremel (micro-retífica) ou dispositivo semelhante seria vantajoso. Broca de 2mm.

Chaves Allen, alicates, chaves de fenda - o básico.

As peças devem ser preparadas para Pintura e Pintadas antes da montagem. Ou impressas em cores.

Brocas de 1,8 - 4mm seriam vantajosas. Usei apenas uma de 2mm e depois a Dremel.

Adicionalmente necessário o seguinte: -

Rolamentos 608 (OD 22mm x ID 8mm x Espessura 7mm) (Comprei 30 e sobrou alguns no final)

Rolamentos Diâmetro interno x 12 Diâmetro externo 32 por 10mm de espessura Usei 4 deles, um em cada cubo de horas e na escada radial.

2 x Haste de alumínio de 4mm – Reciclei uma antiga antena de TV descartada para os dois eixos. Esta precisará de ser furada com 3 lugares x furos de 2mm no lado de entrada da escada radial do relógio e braço dos segundos, se necessário, bem como o eixo inferior no final da transmissão e na Polia de saída das horas.)

1 x Motor de passo NEMA-17

1 x Acionamento por pulso Motor de passo MKS – Gerador de sinal PWM (Módulo Gerador de Sinal de Pulso de Motor de Passo DC 12V 24V MKS OSC)

1 x Fonte de alimentação

1x Driver principal de motor de passo. (O MKS é para enviar sinais e para protegê-lo de sobrecarga, um driver de motor de passo normal recebe os pulsos e faz o trabalho pesado de corrente.

O meu marco atual alcançado para este concurso é ter um mecanismo de relógio totalmente funcional projetado do zero - impresso e testado.

Feito, projetado e construído por ‘Cephas não de Roma’

3d printed clock