实验箱：电化学加工和3D打印

在YouTube上观看watch？v=DINS7EMW7I更新视频watch？v=n7vyret1pgc注：所有印刷零件可容纳120 mm立方体积。我用PETG打印所有零件，层高为0.2或0.32毫米，填充率为30%，有4个外壳。我建议打印出约8毫米孔的线性杆和测试什么是您的打印机的公差。您需要为这台打印机切割几块8毫米的直线棒和2020个铝型材。所有STEP文件和FUSION文件都附在下面。注意：我在step文件中包含了d-sub连接器的计划，这样您就不必一直将电线连接到主板上。拔下插头。喜欢的D-SUB连接器如下。注：用于金属切割的Gcode是使用inkscape和laser插件生成的。已插入开始和结束gcode。以10 mm/s的速度使用100道焊道。每次焊道后，z轴降低0.025微米可获得最佳结果。为此，请使用inkscape插入。减小1 mm，然后打开生成的文件并找到“替换为新高度”。2005年，巴斯大学的研究人员在RepRap项目中开发了第一台低成本的3D打印机。这个项目的目标是在名字中暗示的，建造一台可以快速复制的机器，“rep rap”。他们的第一个原型的许多部件是用热塑性塑料制成的3D打印件。从那时起，台式，负担得起，开源热塑性三维打印机来了飞跃。如今，它们安全、便宜，而且在几个小时内只需花费美元就能生产出成本相对较高的部件。然而，对于台式机来说，3D打印机的所有其他基本组件仍然不可能复制。其中包括步进电机、机加工铝支架、热端、喷嘴、丝杠、挤出机和紧固件。所有这些部件都需要加工多种金属。在这里，我们提出了一个新的负担得起的解决方案，在DIY/桌面环境下的金属加工问题，它使用现有的3D打印基础设施。以前但是，目前还没有一种简单有效的方法在台式3D打印机上实现金属的铣削/加工/车削。目前的尝试包括打印用于烧结的绿色零件、消失模铸造，以及大幅增加带有主轴电机的用于切割和切割的3D打印机铣削特别感兴趣的是数控铣削三维打印机使用主轴。然而，这些电机的噪音非常大，需要经过严格设计的刚性机器，而且价格昂贵。此外，铣削的挑战随着具体材料的变化而变化。通常，钛、钨等金属和其他有用的工程材料是遥不可及的。在台式机上也很难达到准确度。3D打印是一项非常好的技术，因为它扩展了用户的自由。想象一下，如果这种自由包括只在稍加修改的3D打印机上生产金属零件的能力。在这里，我们提出了一个新的解决方案，在DIY/桌面环境下的金属加工问题。电化学加工是利用电解液和电流选择性地溶解金属工件的过程。向工件（阳极/负极）和刀具（阴极/正极）施加电流。盐水导电溶液或类似溶液在两者之间流动。当电流通过工件和刀具之间的区域时，材料从工件上溶解。这种以氧化物或氢氧化物形式存在的金属随后被冲走。该工艺的优点是不会对执行该工艺的机器施加任何物理应力或力。虽然铣削需要具有高扭矩电机的极为刚性的机器，但ECM可以使用任何常见的3d打印机来完成。这个过程也是完全无声的，可以在家里或办公室里进行。通过测试，该过程也可以使用12伏系统在低至300毫安的条件下运行。几乎任何金属都可以加工：铝、钢、铜、银、钛等。硬度和热性能对工艺没有影响。ECM是如何工作的？电化学加工是简单的目标生锈。想想如果一块铁被放在盐水里会发生什么。随着时间的推移，金属表面会开始生锈。这种锈会削弱金属的外部结构，直到碎片开始剥落成红色的氧化铁。这个过程一直持续到铁的整个物体变成一堆红尘。想象一下，如果你能控制铁物体的哪些部分会生锈。随着时间的推移，只有物体的这些部分会剥落，并开始散开。当你做了，每一个不需要的部分工具件将被删除。电化学加工与这个思维实验非常相似。然而，这一过程是加速了同样的方法，它是控制。工件是要加工的金属坯料。它连接到12伏正极。另一块金属，称为工件，接地。这两块被称为电极的金属非常接近，因此它们之间的距离最小。在剩余的空间之间流动着一种非常浓的电解质溶液，它导电。可能含有氯化钠（盐）、亚硝酸钠或其他几种化学物质。电流将在两个电极之间走最快的路径，电子将从阴极（负极）流向阳极（正极）。这是从工件，通过电解液，到刀具。在阴极（工具件），电子被用来将水分解成氢气（H2）和氢氧化物离子（HO-）。这叫做减少。这些氢氧化物离子非常活泼，是一种极强的碱。在阳极（工件）处，铁的电子被除去，形成Fe3+离子，这些离子也具有反应性。这叫做氧化。氢氧化物离子（HO-）与Fe3+离子反应生成氢氧化铁，随着时间的推移分解为氧化铁。工件表面被氧化，形成金属氢氧化物或被冲走的氧化物。电流（电子流）越大，每个电极上的还原和氧化速率越大，因此被去除的物质越多。这允许对过程进行控制。除铁以外的其他金属也可以使用，包括铝.参考型号BLTouch BLTouchE3D参考型号E3D v6热端风扇取自Creality Ender 3型号部件，使用12伏电源https://www.amazon.com/gp/product/B07MCVYGC4/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o00\u s00?ie=UTF8和psc=1Bltouchhttps://www.amazon.com/gp/product/B076PQG1FF/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o03\u s00?ie=UTF8和psc=1波登图binghttps://www.amazon.com/gp/product/B07FPJHRTQ/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o06\u s00?ie=UTF8&psc=1MKS SGEN L，带TMC2209驱动器https://www.amazon.com/gp/product/B0814V5K8J/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o08\u s00?ie=UTF8&psc=1直线杆（必须用手按尺寸切割）https://www.amazon.com/gp/product/B01LXAZFKZ/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o00\u s00?ie=UTF8和psc=1https://www.amazon.com/gp/product/B07DPGD69D/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o08\u s00?ie=UTF8和psc=1https://www.amazon.com/gp/product/B07SKMBKWJ/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o00\u s00?ie=UTF8和psc=12020铝（必须用手按尺寸切割）https://www.amazon.com/gp/product/B07F6R2Z99/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o07\u s00?ie=UTF8和psc=1部分冷却风扇https://www.amazon.com/gp/product/B07JKVNMY3/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o09\u s00?ie=UTF8和psc=1紧固件https://www.amazon.com/gp/product/B07CJ7PSS9/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o06\u s01?ie=UTF8和psc=1https://www.amazon.com/gp/product/B07KSC3TX1/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o06\u s00?ie=UTF8和psc=1https://www.amazon.com/gp/product/B07VNDFYNQ/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o04\u s00?ie=UTF8和psc=1衬套https://www.amazon.com/gp/product/B06XPRCMJS/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o05\u s00?ie=UTF8&psc=1皮带和惰轮https://www.amazon.com/gp/product/B07JKT5BZQ/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o02\u s00?ie=UTF8和psc=1终点站https://www.amazon.com/gp/product/B06XTB7WMK/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o04\u s00?ie=UTF8&psc=1螺纹插入件（用于热端安装和端挡）https://www.amazon.com/gp/product/B01IYWTCWW/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o04\u s00?ie=UTF8和psc=1连接器https://www.amazon.com/gp/product/B01HBPHSII/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o04\u s02?ie=UTF8和psc=1调节器（用于ECM自动调平）https://www.amazon.com/gp/product/B06XZ1DKF2/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o05\u s00?ie=UTF8&psc=1D-SUB连接器https://www.amazon.com/gp/product/B07C6W5TJ9/ref=ppx\u yo\u dt\u b\u asin\u title\u o06\u s00?ie=UTF8和psc=1