Design and production of a new rapid prototyping device

ÖZETBu projenin amacı hızlı prototipleme teknolojisini, avantajlarını, hızlı prototipleme (HP) makinelerinin teknolojisini, HP makinelerinin kontrolünü açıklamak ve FDM tipi bir hızlı prototipleme makinesin tasarımı ve üretimini yapmaktır. HP teknolojisi hakkında genel bilgiler açık bir şekilde açıklandı, ve HP teknikleri detaylı bir şekilde şematik çizimler kullanılarak tanımlandı. Her tekniğin önemli noktaları listelendi ve avantaj-dezavantajlarından bahsedildi.Tasarlanan makine nümerik olarak kontrol edilmeliydi. Kafanın X,Y ve Z yönlerinde hareket etmesi için 3 hareket kaynağına ihtiyaç vardır. Step motorlar uygun fiyatları ve isabet oranları münasebetiyle hareket kaynağı olarak seçildi. Nümerik kontrol temelleri ve step motorlarla ilgili temel bilgiler üretime başlamadan önce açık bir şekilde anlatıldı. Step motorların hareket kaynağı olarak seçilmesinden sonra, bu motorların sürücü birimleri yapıldı. Bu sürücülerin aynı zamanda bilgisayar ile bağlantıya geçmesi gerekir. Bunu sağlayabilmek için, paralel port ara yüzü üretildi. Step motorlar direk akıma(DA) ihtiyaç duyarlar. Bu akımı sağlayabilmek için yüksek dereceli güç kaynağı ünitesi yapıldı. Kontrolör ünitenin ve güç kaynağının bir kasaya montajından sonra, TUBOCNC programı yön ve step miktarı için gerekli sinyalleri üretmekte kullanıldı.Elektrik ve elektronik işlerinden sonra, FDM makinesinin şasesi çelik profiller ve sac metal kullanılarak üretildi. Çelik profiller ve sac metaller lineer kızaklara ve vidalı millere gerekli kaideyi oluşturmaları için birbirine kaynaklandılar. Şasenin imalatından sonra, lineer kızaklar ve vidalı miller gerekli yardımcı parçalar ile birlikte şaseye monte edildiler. 3 dairesel hareket vidalı mil ve lineer kızaklar kullanılarak lineer harekete dönüştürüldü. Aynı zamanda rezistanslar da sac metal gövdeye tutturuldu. Ve gövde özel bir seramik fiber izolasyon malzemesiyle kaplandı. Mekanik montajın tamamlanmasından sonra step motorlar ve sürücüler makineye eklendi. ABSTRACTThe aim of this project is to explain the rapid prototyping technology, advantages, technology of rapid prototyping (RP) machines, control of RP machines and design and produce a FDM type rapid prototyping machine. General information about RP technology is explained clearly, and RP techniques are described in detail with figures. Highlights of each technique listed and advantages-disadvantages are mentioned.The designed machine has to be numerically controlled. For the movement of head at X, Y and Z direction three motion sources are needed. Stepper motors are chosen as motion source because of their suitable cost and accuracy range. Numerical control principles and basic information about stepper motors are explained clearly before starting to produce the machine.After the decision of stepper motors as motion source, driver units of these motors were built. Also these drivers need to communicate with the computer. In order to achieve this, parallel port interface card was produced. Stepper motors need direct current (DC) to supply the direct current high rating power supply unit (PSU) was built. After the installation of controller units and power unit to a case, TURBOCNC program was used to generate signals for direction and step amount from parallel port.Afterwards electric and electronic works, the chassis of the FDM machine is built using steel profiles and sheet metal. Steel profiles are welded to each other in order to obtain the required base for the linear guideways and ballscrews. After production of the chassis, linear guideways and ballscrews are assembled to the chassis. Three rotary motions converted to linear motion by using ballscrews and linear guideways. Also resistances are mounted to the sheet metal body. And the body is covered with a special ceramic fiber isolation element. After completion of the mechanical assembly step motors and drivers are added to the machine