D4E1 PET Cutter (Artmaker02): 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

A quoi sert ce coupe-bouteille ?

Cette machine coupe les bouteilles en plastique recyclé (PET) en anneaux ou en spirales avec un couteau chauffant dans une enceinte sûre qui peut être utilisée en toute sécurité par tout le monde.

Pourquoi avons-nous fait cela et à qui est-il destiné ?

Nous sommes un groupe d'étudiants en génie du design industriel de Belgique. Pour notre cours d'ingénierie de produits, nous avons dû concevoir une machine qui peut aider les enfants ayant des troubles d'apprentissage généraux à convertir des matériaux recyclés en art. Ici, la sécurité était très importante car nous ne voulons pas que les petits enfants se blessent, mais cela devait aussi être amusant et engageant. Après quelques tests utilisateurs, nous avons conçu le COUPE-BOUTEILLE 2000.

Si vous avez des questions ou des suggestions pour améliorer notre conception, veuillez nous le faire savoir dans les commentaires ci-dessous

Puis-je le construire ?

Ce projet nécessite de bonnes connaissances en électronique, des compétences avec le fer à souder et l'accès à de nombreuses machines et outils de prototypage. Vous travaillerez avec des tensions dangereuses, assurez-vous de savoir ce que vous faites !

Amusez-vous à le construire !

Étape 1: Rassemblez toutes les pièces

Logement:

• 12 panneaux MDF découpés au laser, épaisseur: 6 mm

• 1x Ventilateur 120x120mm (voir fiche technique)

• 1x trous d'aération 120x120mm

• 4x boulons M4, longueur: 40 mm (pour le montage du ventilateur)

• 1x filtre à charbon (voir fiche technique)

• 5x fers en L, longueur: 40 mm

• 20x vis, longueur: 6 mm diamètre 3 mm

• Colle à bois

• Ruban en aluminium pour un espace sûr

• Ruban en aluminium pour le rez-de-chaussée

• 6x pieds en caoutchouc 30x25mm

• 6x vis pour pieds en caoutchouc, longueur: 20 mm, diamètre 3 mm

Porte:

• 2 cadres en MDF découpés au laser, épaisseur: 6 mm

• 1x PMMA découpé au laser épaisseur de plexiglas: 1,5 mm

• 16x M3, longueur: boulons de 16 mm

• 1x charnière piano, longueur: 20 mm

• 4x vis pour fixer la charnière piano à la porte, longueur: 12 mm diamètre 3 mm

• 4x M4, Longueur: 12 mm Boulons pour fixer la charnière du piano à la machine

• 2x Aimants de diamètre 4 mm et d'épaisseur: 2 mm (voir fiche technique)

• 1x support pour serrure imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x Aimant pour support, longueur: 7mm diamètre 4mm (voir fiche technique)

• 2 vis pour la longueur de la pince de verrouillage: 15 mm de diamètre 2,5 mm

• 1x contact Reed (voir fiche technique)

• 1x Serrure électrique 12v (voir fiche technique)

• 1x verrouillage du support de fixation et contact Reed (voir fichiers imprimés en 3D)

• 2x vis pour verrou de support de montage, longueur: 16 mm diamètre 2,5 mm

• 1x poignée imprimée en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x vis pour poignée, longueur: 15 mm diamètre 2,5 mm

Les contrôles:

• 1x roue de découpe laser rotative MDF, épaisseur: 6 mm

• 1x Axe tige en aluminium diamètre 8 mm, longueur: 80 mm

• 1x Fixe pour fixer le disque sur l'arbre

• 1x disque de montage imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 8 vis pour disque de fixation imprimé en 3D, longueur: 12 mm diamètre 3 mm

• 1x poignée de tournage sur bois

• 1x vis pour poignée, longueur: 60 mm diamètre 4 mm

• 2x rondelles pour la poignée à vis, épaisseur: 1,5 mm diamètre 12 mm

• 1x interrupteur à clé (voir fiche technique)

• 1x potentiomètre coulissant (voir fiche technique)

• 1x Commutateur rotatif 2 positions (voir fiche technique)

• 2x bouton poussoir Arcade vert et rouge diamètre 60mm avec éclairage LED

• 1x bouton d'arrêt d'urgence (voir fiche technique)

• 1x Bloc en bois, longueur: 120 mm, largeur 60 mm, épaisseur: 32 mm (voir dessin technique)

• 1x moteur à courant continu (voir fiche technique)

• 2x roues à courroie crantée GT2 (voir fiche technique)

• 1x courroie crantée GT2 300mm (voir fiche technique)

• 2x roulements (voir fiche technique)

• 1x boîtier de roulement (voir fichiers imprimés en 3D)

• 4 vis pour boîtier de roulement imprimé en 3D, longueur: 12 mm, diamètre 3 mm

Bras de coupe:

• 1x bloc imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x bras imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x Feeler1 imprimé en 3D (Voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x Feeler2 imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x fin de course (voir fiche technique)

• 1x élément de coupe chauffant du pyrographe (voir la fiche technique ou la description du produit + forme de la pointe de coupe et chaleur de coupe)

• 1x servomoteur (voir fiche technique)

• 1x bloc en aluminium (voir dessin technique)

• 1x boulon M3, longueur: 5 mm

• 1x ressort (voir fiche technique)

• 1x diamètre d'axe 2,5 mm, longueur: 30 mm

• 2x vis pour la fixation du servomoteur (longueur: 10 mm diamètre: 2 mm)

• 1x accessoire de servomoteur (voir photo)

• 2x diamètre: 1 mm, longueur: 5 mm vis, pour la fixation du servomoteur de fixation au support du bras de coupe

• 1x bras de coupe de bloc de support impression 3d

• 2x 12 mm de diamètre, longueur: 3 mm vis sur le bras de coupe sur bloc aluminium

• 1x Axe pour le bloc de support du bras de coupe, longueur: 27,5 mm diamètre 2 mm

• 1x bloc de couverture imprimé en 3D (voir les fichiers imprimés en 3D)

• 1x chaîne porte-câbles 7x7 mm, longueur: 720 mm

• 1x Vis mère T8, longueur: 600 mm (voir fiche technique)

• 1x écrou de vis-mère pour vis-mère T8 (voir la fiche technique)

• 1x tige de guidage, longueur: 600 mm diamètre 8 mm

• 1x palier à semelle (voir fiche technique)

• 2x Vis de fixation Palier à semelle, longueur: 12 mm diamètre 3 mm

• 2x Support pour l'impression 3D de l'arbre de guidage

• 4x vis pour la fixation des blocs de support, longueur: 219 mm diamètre 4,2 mm

• 1x couplage de la vis mère au moteur pas à pas 5-8mm

• 2x vis pour fixer la chaîne porte-câbles, longueur: 12 mm diamètre 3 mm

• Bloc pour le fin de course en position de sécurité, longueur: 60 mm, largeur 40 mm, épaisseur: 37 mm

• 1x moteur pas à pas unipolaire (5 fils)

• 1x moteur à courant continu (5-12 V) avec boîte de vitesses (1-5 tr/min)

Électronique:

• 5x Résistance 10KΩ 1/4W

• 1x Résistance 100KΩ 1/4W

• 5x Résistance 1KΩ 1/4W

• 2x Résistance 180Ω 1/4W

• 5x Résistance 3K9Ω 1/4W

• 3x potentiomètre de trim 10K linéaire

• 6 diodes Flyback

• 5x Mosfet STP16NF06L n-canal (60v 16A)

• 5x Transistor BC547B NPN (45v 100mA)

• 2x PIC16F88 (microcontrôleur 18 broches)

• 1x Relais 5v NON

Étape 2: découpez les panneaux au laser (ou sciez-les à la main)

Étape 3: Imprimez en 3D certaines pièces nécessaires

Étape 4: Créez le cadre à partir des panneaux et des pièces imprimées en 3D

Utilisez de la colle à bois pour coller les panneaux principaux ensemble au niveau des joints de doigt.

Vissez les pièces de la porte avec la pièce en plexiglas entre les deux, puis vissez la charnière à l'arrière de la porte et la poignée imprimée en 3D sur le devant de la porte.

Vissez la roue sur le disque de montage de roue imprimé en 3D, que vous pouvez à son tour monter sur l'axe de 8 cm de long (diamètre: 8 mm) qui est connecté au petit moteur à courant continu.

Vissez le manche en bois tourné sur la roue à l'aide d'une longue vis M4 de 60 mm avec les 2 rondelles entre les deux.

Étape 5: Chargez le logiciel sur les microcontrôleurs

Chargez ces 2 programmes sur les microcontrôleurs pour que la machine contrôle tous les composants électroniques.

Étape 6: Assembler l'électronique

Utilisez une alimentation en tension (5VDC et 12VCD (selon la tension du moteur à courant continu que vous utilisez)) qui peut gérer le courant que vos moteurs consomment. Une vieille alimentation PC devrait faire l'affaire. N'oubliez pas d'ajouter des condensateurs de découplage (100nF) à côté des microcontrôleurs. Tous les boutons se connectent, lorsqu'ils sont enfoncés, 5v à la broche correspondante du microcontrôleur. Ajoutez des résistances pull-down (10k Ohm) pour vous assurer que la détection fonctionne correctement.

Toute l'électronique doit aller dans le compartiment droit fermé du boîtier avec uniquement des câbles traversant le mur pour l'élément chauffant, l'interrupteur de fin de course et la bande LED RVB.

Le moteur à courant continu pour faire tourner la bouteille et le moteur pas à pas pour faire tourner la vis mère se trouvent également dans ce compartiment avec leur axe passant à travers les parois de séparation. L'autre moteur à courant continu pour détecter la rotation de la roue est également monté ici à l'intérieur du panneau latéral droit. Ce compartiment dispose également d'une petite porte à l'arrière pour l'entretien où une simple serrure à clé est également conseillée pour empêcher les enfants d'accéder à l'électronique.

Étape 7: assemblez le bras de coupe

• L'écrou de la vis mère est vissé sur le support de bras imprimé en 3D.
• L'élément de coupe chauffant est monté dans un petit profilé d'extrusion carré en aluminium avec quelques trous percés (dessin technique inclus). Il est fixé solidement par une petite vis sur le dessus du profilé.
• Ce profilé d'extrusion est à son tour assemblé avec les pièces imprimées en 3D, le moteur pas à pas et un petit axe comme indiqué sur les illustrations.
• Placez le petit ressort sur les petits crochets des deux parties du bras de coupe imprimées en 3D
• L'interrupteur de fin de course peut être monté sur les deux petites broches sur le côté du bras de coupe.
• La chaîne porte-câbles doit contenir à la fois les câbles de l'élément chauffant et de l'interrupteur de fin de course et peut être vissée sur la petite saillie du bloc de coupe imprimé.
• Maintenant, l'ensemble du bras de coupe peut être monté sur la vis mère de 60 cm de long et la tige de guidage
• La vis mère est couplée d'un côté au servo avec qui se trouve derrière le panneau de séparation, de l'autre côté passe par un roulement qui est monté dans un support imprimé en 3D.

Étape 8: Guide (comment utiliser le COUPE-BOUTEILLE 2000)

Les enfants doivent toujours utiliser la machine sous la surveillance d'un adulte. Lors de la détection d'irrégularités, n'hésitez pas à appuyer sur l'arrêt d'urgence (sur le dessus de la machine). Pour réutiliser la machine par la suite, tournez légèrement l'arrêt d'urgence dans le sens des aiguilles d'une montre.

1. Allumez la machine à l'aide du contact à clé dans le coin supérieur droit. une. Le voyant ne s'allumera PAS et les BOUTONS POUSSOIRS NE s'allumeront PAS => Le câble d'alimentation n'est pas correctement inséré ou l'arrêt d'urgence (sur le dessus de la machine) a été enfoncé. Vérifiez le câble d'alimentation et/ou l'arrêt d'urgence. b. Le voyant ne s'allume PAS et le voyant du bouton-poussoir ROUGE => Électroniquement défectueux, contactez l'équipe. c. Le voyant devient ROUGE => La porte n'est pas fermée (correctement). Fermer la porte. ré. Le voyant devient BLEU => La machine démarre. Attendez que le voyant devienne BLANC et que le BOUTON POUSSOIR VERT s'allume. Cela peut parfois prendre un certain temps

2. Ouvrez la porte et vissez une bouteille PET dans le support. Assurez-vous que la bouteille est suspendue horizontalement. Fermer la porte. une. Le BOUTON POUSSOIR ROUGE reste allumé => La porte n'est pas bien réglée. b. Le BOUTON POUSSOIR VERT s'allume => La machine est prête à démarrer.

3. Appuyez sur le BOUTON-POUSSOIR VERT. La lumière deviendra BLEUE pendant que la machine mesure la bouteille et met le bras de coupe en position.

Remarque: A partir de cette étape, vous pouvez arrêter l'opération de coupe à tout moment en appuyant sur le BOUTON ROUGE. Le voyant deviendra alors ROUGE pendant que le bras de coupe est déplacé vers une position sûre. N'ouvrez pas la porte jusqu'à ce que la lumière redevienne BLANCHE et recommencez à partir de l'étape 2.

4. Lorsque le voyant devient VERT, la machine est prête à couper. Faites votre choix entre des anneaux ou une spirale, réglez l'épaisseur souhaitée et tournez la roue dans le sens des aiguilles d'une montre. La machine coupe tant qu'elle est tournée et s'arrête lorsque vous arrêtez de tourner. une. Appuyez sur le BOUTON ROUGE si vous avez suffisamment coupé et attendez que la lumière devienne BLANCHE pour ouvrir la porte, ou; b. Continuez à tourner jusqu'à ce que toute la bouteille soit coupée. Le bras de coupe détectera la fin de la bouteille et la déplacera vers la position de sécurité. Vous pouvez ouvrir la porte lorsque la lumière devient BLANCHE.