Dando vida a um robô impresso em tamanho actual e 3D

Nosso hacker do mês de junho de 2018 é um estudante de 14 anos que frequenta a Escola Nueva em San Mateo. A Escola de Nueva é uma escola pré-12 independente reconhecida internacionalmente, servindo alunos superdotados desde 1967. Eles Use um modelo educacional dinâmico para permitir que os alunos talentosos aprendam a fazer escolhas que beneficiem o mundo.

Sean Cheong tem trabalhado com Impressoras 3D e design desde que ele estava no ensino médio. Depois de experimentar as possibilidades do que ele poderia fazer com a impressão 3D, Sean decidiu embarcar em uma busca épica para projetar, fabricar e construir um robô impresso em tamanho actual e em 3D. Sua visão é chamada de Projeto ‘Bot 44.

No começo

No ensino médio, Sean foi exposto pela primeira vez à impressão 3D em seus empreendimentos modelo de foguetes. Como capitão da equipe do Woodland Bocketeers, ele percebeu que poderia usar o Fusion 360 para modelar as barbatanas para seu foguete com simetria perfeita. Além de salvar sua equipe uma tonelada de trabalho em cortar e lixar barbatanas de madeira, ele foi capaz de incluir mais precisão as abas das barbatanas para fornecer estabilização de spin – eles permitem que seu foguete voe direto, mesmo em condições de vento, que às vezes prevalecem na área da baía.

Sean então traduziu seu trabalho em modelos de foguetes com impressão 3D em uma vitória no 1º lugar em sua feira de ciências da escola! O uso de peças impressas em 3D no lugar de componentes tradicionais de madeira, como o cone e as barbatanas, ajudou os foguetes de sua equipe a voar mais retos e melhores.

Maior e melhor

Depois de ter uma pequena amostra do que a impressão 3D poderia fazer, Sean queria fazer projetos maiores e mais complexos. Para isso, ele precisava de mais impressoras 3D!

Sean atualmente tem três impressoras 3D em casa, incluindo um Flashforge Creator Professional (o primeiro), a Robo R2e uma Creality CR-10. Ele gosta de começar uma impressão antes de dormir e acordar com uma nova peça impressa em 3D. Obter uma reviravolta rápida em suas partes permite que ele revise erros, faça modificações nas peças e obtenha resultados consistentes em várias iterações das mesmas partes. Sean normalmente usa PLA e Abs para suas peças de robô impresso em 3D.

Sean não é apenas bom em obter ótimas impressões em 3D, mas também é hábil na reparação de impressoras 3D. Sua escola de impressão na escola tinha dois replicadores de Makerbot que estavam fora de comissão quando ele começou o ensino médio. Sean diagnosticou os problemas que impediam que as impressoras 3D trabalhassem. Ele então aprendeu a substituir o extrusora e limpar um bloqueio em um dos bocais. Uma vez que ele afetou esses reparos, ele também ajustou os Makerbots, apertando o motor de passo Cintos para impedir o eixo pula durante a impressão!

A visão closing de Sean

Todo esse trabalho e experiência na impressão 3D levou Sean ao seu objetivo closing; Para criar um robô impresso em tamanho 3D. A visão de Sean é chamada do Projeto ‘Bot 44. Challenge’ Bot 44 começou com a idéia de construir um robô de corpo inteiro controlado pelo Kinect, braços de robô, torso, cabeça, quadril e pernas que imitam o movimento de seu operador humano. A aparência física de ‘Bot 44 é inspirada em um personagem de agente de robô da série Missile Mouse Journey. O robô 44 resgata o míssil Mouse da captura, eles se tornam amigos e juntos salvam o mundo. O Challenge ‘Bot 44 é construído com tecnologias de código aberto como o Raspberry Pi, usa componentes prontos para uso e é totalmente impressa em 3D.

Sean projetou a primeira parte do projeto ‘Bot 44 em Autodesk Fusion 360; o braço robótico. Ele passou mais de sete meses projetando, fabricando, testando e redesenhando seu braço de robô.

É um braço robótico de 6-DOF movido por seis servos, controlado usando um Arduino Mega 2560 e operado pelo homem com um Logitech Excessive 3D Professional Joystick. Ele modelou o braço usando o Fusion 360 e o imprimiu com MatterHacker e filamento Solutech.

Os seis servos alimentando os braços (de pequena a grande):

JX CLS-HV7346mg de alta tensão de alta tensão Steel Gear Servo x 3 (2 para ombro e 1 para cotovelo)

BMS-390DMH servo digital de alto desempenho x 1 (para inclinar o pulso)

Corona DS-236mg Steel Gear Servo x 1 (para torcer o pulso)

Towerpro MG90S x 1 (para garra)

Alguns dos desafios que Sean teve com a impressão 3D do braço foram que as peças impressas em 3D tiveram mais atrito. O atrito fez com que a articulação exigisse mais energia para girar e reduzir a eficiência dos servos. Lixar a impressão e a adição de lubrificante ajudou a mitigar esse problema.

As impressões 3D também tiveram alguns problemas de tolerância que causaram movimentos espassos e imprecisos. Durante a impressão, as expansões e contrações da impressão causaram espaço entre cada articulação, permitindo que a sala se mova.

Com isso, ele aprendeu que, em vez de usar uma abordagem de palpite e teste em geometria e dimensões, o projetar com antecedência e garantir que as dimensões estejam corretas reduzidas significativamente o número de impressões de revisão.

Uma das principais lições que Sean aprendeu com todo o seu trabalho de design é que o fracasso faz parte de chegar a uma solução closing. Inúmeras horas de pesquisa, iteração, design, teste e fazer essa abordagem repetidamente são da maneira mais difícil, mas da maneira certa, para obter um design incrível e funcional.

Vitória de Hackathon

Além de seus empreendimentos de impressão 3D, Sean também é um codificador adepto. Recentemente, ele competiu no Gunnhacks 4.0 Hackathon na Gunn Excessive Faculty, em Palo Alto. Em outubro de 2017, esse hackathon foi o primeiro da temporada e contou com a presença de aproximadamente 100 estudantes da Bay Space. Após uma sessão de codificação de maratona e apenas três horas de sono, Sean trouxe para casa um prêmio geral do terceiro lugar para sua entrada de ‘Bladechat’. Para promover seu projeto de projeto ’44, ele trocou vários prêmios para obter um segundo joystick da Logitech para controlar um segundo braço robótico!

Para o futuro, mal podemos esperar para ver o progresso que Sean faz no Projeto ‘Bot 44! Ele tem muito trabalho pela frente, mas está ansioso e animado para dar vida à sua visão para ajudar outras pessoas.

Para mais informações sobre o projeto de Sean ‘Bot 44, você pode visitar o web site dele aqui: https://x.twobit.co/

Para mais informações sobre a escola Nueva, visite o web site aqui: http://www.nuevaschool.org/

A grande surpresa

Um dos destaques do meu tempo aqui no MatterHackers foi an opportunity de surpreender Sean na sala de aula para conceder -lhe três carretéis de MatterHackers Professional Pla! A Escola de Nueva fica diretamente adjacente ao terreno da área de Faire Bay, então uma rápida caminhada pela esquina foi o suficiente para chegar lá.

A equipe foi extremamente flexível e útil para preparar tudo para que pudéssemos surpreender Sean. Muito obrigado a Scott Swaaley, Desiree Viray, Diane Rosenberg e Meghan Riehl, da Escola de Nueva, e ao pai de Sean, John por estar na surpresa! A Escola Nueva é realmente uma instalação fantástica – meu nerd do ensino médio interno estava extremamente empolgado em visitar. Durante a visita, conseguimos encontrar instrutores incríveis, ver o equipamento muito robusto disponível para os alunos e dar uma olhada em primeira mão sobre como a Escola Nueva está inspirando uma futura geração de cientistas, artistas e criadores.

Quer ser nosso próximo hacker do mês? Envie um electronic mail para chris.morgan@matterhackers.com e conte -nos sobre suas criações impressas em 3D – você pode ser apresentado em nossa próxima publication. O hacker do mês ganha 3 carretéis gratuitos da série Professional Pla ou Filamento ABS para promover sua busca pela grandeza de impressão 3D!