La Grande Horloge « des petits-enfants »

Concept de conception : -

Sans aucune idée de départ pour le design, ce mécanisme d'horloge a été construit uniquement par essais et erreurs et par une imagination débordante. (Je ne suis pas ingénieur – c'est plus une œuvre d'art qu'une horloge mécanique et un travail de conception.) J'ai décidé de participer au concours Timepiece et, comme c'était mon tout premier concours, n'ayant aucune idée de ce que je faisais ni de ce à quoi m'attendre.

En seulement 5 minutes, j'ai décidé de construire une horloge à partir de zéro, sans remix ni idées empruntées – en utilisant des engrenages et une nouvelle façon de l'entraîner. L'horloge s'appellerait « The Grand – Grandchildren Clock ». Cela m'a lancé avec un écran vide et des formes et pièces de base disponibles sur Tinkercad. Le résultat est ce modèle unique conçu par moi-même avec zéro contenu IA. Imprimé et conçu le soir et pendant les week-ends (Merci à Tinkercad – et à l'équipe Autodesk, 100 % conçu à l'aide d'un programme CAO en ligne open source.)

Ce modèle a idéalement besoin de la Creality K2 - taille du plateau et impression multicolore, peinture, et en plus une considération pour les tolérances de fonctionnement. (Je n'ai découvert le Support Painting dans l'imprimante Creality qu'à la fin de la construction.)

Je voulais que ce soit éducatif pour mes petits-enfants, et il s'avère que c'était assez éducatif pour grand-père aussi !

Idéalement, il faudrait plus tard inclure un jouet ou un ajout intéressant pour eux comme motivation (je pense à des montagnes russes à billes et un ascenseur qui sont en cours de conception). Cela devrait les aider à apprendre à lire les anciens affichages analogiques et à comprendre le fonctionnement des engrenages.

Le travail sur l'entraînement pas à pas, les montagnes russes à billes et la pompe/élévateur à billes sera ajouté et sera également disponible en téléchargement gratuit.

Au moment de préparer cela pour la soumission – le mécanisme d'horloge actuel est conçu, imprimé et assemblé, y compris les tests fonctionnels terminés avec succès.

Veuillez noter que la conception nécessite beaucoup de quincaillerie. J'ai utilisé des articles que j'avais déjà à disposition dans mon espace de travail 3D et mon garage.

Les rapports d'horloge devaient être de 60:1 et encore 60:1. Si le moteur pas à pas fonctionne, l'horloge doit garder l'heure et être potentiellement fonctionnelle. La conception comme outil d'enseignement conceptuel et pour le pur amour que j'ai pour mes petits-enfants. Il fallait que ce soit agréable. Pourtant, me mettant au défi d'atteindre le niveau supérieur de l'impression 3D.

(L'entraînement à ajouter et à partager plus tard devrait permettre de régler le moteur pas à pas à 60 tr/min – pour activer le bras radial et l'élévateur à billes.

S'il est entièrement fonctionnel, ce design peut ouvrir toute une série de nouveaux designs et thèmes pour la conception de base.

Cette horloge est logée dans une vitrine en verre de sécurité qui est soutenue par un cadre imprimé en 3D en haut et en bas. (Cela sera partagé gratuitement dès que je pourrai résoudre le problème de fichier que j'ai actuellement.)

Taille – L'assemblage complet de l'horloge avec sa base fait près de 700 mm de haut sur 230 mm x 300 mm. Le boîtier en verre porte la hauteur totale à un peu plus de 770 mm. (Grand et frappant avec un effet lumineux provenant du boîtier d'alimentation en dessous.)

Combien de fichiers imprimés ?

Total des impressions au moment du chargement pour le concours – environ 52 – Certains éléments doivent être ajoutés avant la date limite du concours, ce chiffre n'est donc qu'indicatif. Notez que certains éléments sont imprimés en 2 exemplaires et en multiples.

Paramètres d'impression

Filament - Creality CR-PETG Transparent (je suppose que j'ai utilisé 10 kg) et Generic Glow in the Dark Blue uniquement pour les chiffres du cadran.

Temps d'impression – Le temps d'impression et mes expériences rudimentaires ont dépassé 130 heures minimum.

(Vous pouvez réduire le temps et économiser du filament en réduisant le remplissage et dans certains cas les boucles de paroi – C'est surdimensionné plutôt que de n'avoir rien à montrer pour le concours.)

Imprimantes utilisées - Creality K2 x 2

Les fichiers téléchargés sont les pièces réellement imprimées (j'ai finalement chargé des fichiers génériques car je n'arrive pas à charger les fichiers de plateau, peu importe ce que j'essaie de faire.

Veuillez noter que dans certains cas, les structures de support et l'orientation sont critiques – je l'ai appris à mes dépens. Surtout sur les engrenages coniques.

(Il peut y avoir des erreurs lors du chargement des fichiers – donc si vous avez besoin d'aide – n'hésitez pas à me contacter pour obtenir de l'aide.

Il est possible d'utiliser des imprimantes plus petites, bien qu'à l'origine fait sur la Creality K2 – Prêt à aider quiconque souhaitant en construire une pour lui-même – même sur une imprimante plus petite. Il faudrait quelques fichiers supplémentaires pour les pièces assemblées.)

Dans certains cas, il y a pas mal de travail de finition requis – (Un exemple est l'échelle du bras radial – elle doit être ajustée par pression – sinon elle est bancale et ne fonctionne pas – (J'ai dû en imprimer trois pour finalement résoudre le problème.)

Vous devrez peut-être utiliser le mode Expert et vérifier spécifiquement le décalage de l'axe Z pour les pièces plates plus grandes placées. Le plateau doit être propre – et préparé pour l'adhérence. (ABS Slush ou bâton de colle)

Je vais développer un PDF d'instructions étape par étape pour l'assemblage - de cette façon, je pourrai également vérifier que le modèle est complet à 100 %.

Températures utilisées pour le CR-PETG étaient comprises entre 240 et 247 degrés.

Buse - Buse de 0,4 mm Hauteur de couche 0,2 mm – Standard

Notez que la deuxième photo montre le train d'engrenages correct, vous pouvez voir les 4 engrenages qui transmettent les heures à l'aiguille des heures - qui est le dernier engrenage.

Fichiers ajoutés pour les aiguilles d'horloge simples – car les miennes ont été personnalisées pour avoir les noms de mes petits-enfants sur chacune d'elles.

La partie la plus cruciale de l'horloge est les engrenages coniques et spécifiquement les engrenages coniques qui transmettent et prennent la puissance entre les deux niveaux. (Il est important de les trancher au moins avec les dents en position haute et de ne pas avoir de support et d'interférence dessus pendant l'impression. – ici, j'ai dû les réimprimer pour assurer un meilleur résultat du produit.)

Les seuls éléments que je dois vraiment améliorer sont le train d'engrenages des heures.

Les imprimantes K2 sont capables et très amusantes. (Je vais bientôt commander des buses de 0,2 mm pour faire un travail plus complexe.)

Assemblage : -

Diverses quincailleries, vis, écrous, boulons, rondelles, courroies, etc., sont nécessaires pour ce modèle. (Notez bien – j'ai une sélection de boulons et d'écrous et j'ai utilisé des articles et les ai ajustés selon les besoins. – (Une nomenclature - liste de matériaux pourra être ajoutée plus tard pour aider les autres à construire le même. – Je n'aurai pas assez de temps pour le faire maintenant et respecter la date limite du concours – je m'engage donc à de futures mises à jour et au partage d'informations à l'avenir.)

Deux tiges en aluminium de 4 mm d'environ 330 mm de long, coupées à la longueur une fois l'assemblage terminé.

Super Glue

Pour les vis, les écrous et les vis autotaraudeuses, j'ai utilisé ce que j'avais sous la main – (M2 à M8 dans diverses longueurs.)

Certains trous doivent être alésés et/ou polis avec du papier à grain fin.

Développements futurs.

Pour l'entraînement pas à pas et le jouet - en cours et à être publié et ajouté après le concours.

Outils

Si disponible, un Dremel (micro-meuleuse) ou un dispositif similaire serait avantageux. Foret de 2 mm.

Clés Allen, pinces, tournevis - les bases.

Les pièces doivent être préparées pour la peinture et peintes avant l'assemblage. Ou imprimées en couleurs.

Des forets de 1,8 à 4 mm seraient avantageux. J'ai utilisé uniquement un foret de 2 mm puis le Dremel.

Également requis comme suit : -

Roulements 608 (OD 22 mm x ID 8 mm x Épaisseur 7 mm) (J'en ai acheté 30 et il m'en restait à la fin)

Roulements Diamètre intérieur x 12 Diamètre extérieur 32 par 10 mm d'épaisseur J'en ai utilisé 4, un sur chaque moyeu des heures et l'échelle radiale.

2 x tige en aluminium de 4 mm – Recyclage d'une vieille antenne TV mise au rebut pour les deux arbres. Il faudra percer 3 emplacements x trous de 2 mm du côté entrée de l'échelle radiale de l'horloge radiale et du bras des secondes si nécessaire, ainsi que l'arbre inférieur à la fin du train d'engrenages et sur la poulie de sortie des heures.)

1 x moteur pas à pas NEMA-17

1 x entraînement par impulsions pour moteur pas à pas MKS – Générateur de signal PWM (Module générateur de signal d'impulsion pour moteur pas à pas MKS OSC DC 12V 24V)

1 x alimentation

1x Pilote principal pas à pas. (Le MKS sert à envoyer des signaux et pour le protéger d'une surcharge, un pilote pas à pas normal reçoit les impulsions et fait le gros travail de courant.

Mon jalon actuel atteint pour ce concours est d'avoir un mécanisme d'horloge entièrement fonctionnel conçu à partir de zéro - imprimé et testé.

Fabriqué, conçu et construit par « Cephas not of Rome »

3d printed clock