לוח פיוז'ן - לוח סקייט חשמלי מודפס בתלת -ממד: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מדריך זה הוא סקירה כללית של תהליך הבנייה של ה- Fusion E-Board שעיצבתי ובניתי תוך כדי עבודה ב- 3D Hubs. הפרויקט הוזמן לקדם את טכנולוגיית HP Multi-Jet Fusion החדשה המוצעת על ידי 3D Hubs, ולהראות מספר טכנולוגיות הדפסה תלת מימדיות וכיצד ניתן לשלב ביעילות.

תכננתי ובניתי לונגבורד ממונע חשמלי, שניתן להשתמש בו לנסיעות קצרות עד בינוניות או בשילוב עם תחבורה ציבורית להציע טווח נסיעות רחב בהרבה. יש לו מהירות מרבית גבוהה, הוא נוח לתמרון ונושא בקלות כאשר אינו בשימוש.

שלב 1: תהליך עיצוב

התחלתי את הפרויקט בזיהוי המרכיבים הסטנדרטיים העיקריים של הלונגבורד; משאיות, סיפון וגלגלים. אלה היו מחלקי המדף אז השתמשתי בהם כנקודת המוצא של העיצוב. השלב הראשון היה לתכנן את מערכת ההנעה, זה כולל את תושבות המנוע, הגדרת ההילוכים וכלל כמה שינויים במשאיות. הגודל והמיקום של תושבות המנוע יכתיבו את גודל המיקום ואת המיקום, ולכן היה חשוב שזה יסתיים תחילה. חישבתי את דרישות המהירות המרבית והמומנט הרצויה שאפשרו לי אז לבחור את המנועים והסוללה ללוח. יחס ההילוכים חושב גם הוא וגדלי הגלגלת נבחרו, יחד עם אורך חגורת ההנעה. זה איפשר לי לחשב את הגודל הנכון של תושבות המנוע מה שהבטיח חגורה מתוחה היטב.

השלב הבא היה תכנון מארזי בקר הסוללה ומהירות (ESC). הסיפון הנבחר מורכב בעיקר מבמבוק ולכן הוא גמיש למדי, מתכופף במידה ניכרת באמצע. יש לזה יתרונות של להיות נוח לרכיבה, מכיוון שהוא סופג את המהמורות בכביש, ואינו מעביר אותן לרוכב. אולם זה גם אומר שיש צורך במארז מפוצל כדי להכיל את הסוללה והאלקטרוניקה, שכן מארז באורך מלא לא יוכל להתגמש עם הלוח וייצור קשר עם הקרקע במהלך הפעולה. בקרי המהירות האלקטרוניים (ESC) הוצבו הכי קרוב למנועים בגלל אילוצים חשמליים. מכיוון שהמנועים מחוברים באמצעות המשאיות המיקום משתנה במהלך סיבובים, ולכן היה צריך לתכנן את המתחם כדי לאפשר פינוי מנועים.

מערכת הסוללות הוצבה בקצה השני של הסיפון וכוללה את האלקטרוניקה הקשורה לחשמל. זה כלל את מארז הסוללות, המורכב מ -20 תאי ליתיום 18650 תאים, מערכת ניהול הסוללות, מתג הפעלה/כיבוי ושקע טעינה.

השתמשתי ב- Autodesk Fusion360 לכל תהליך העיצוב, תוכנה זו אפשרה לי לדגמן במהירות רכיבים בתוך המכלול הראשי שהאיץ את זמן הפיתוח בצורה ניכרת. השתמשתי גם בתכונות הסימולציה ב- Fusion360 כדי להבטיח שהחלקים יהיו חזקים מספיק, במיוחד התושבים המנועים. זה איפשר לי למעשה להקטין את גודל התושבים מכיוון שיכולתי לאמת את דרישות החוזק והסטה ולהסיר חומר תוך שמירה על גורם בטיחות מתאים. לאחר סיום תהליך העיצוב היה קל מאוד לייצא את החלקים הנפרדים להדפסה תלת -ממדית.

שלב 2: מערכת הנעה

סיימתי את בניית מערכת ההנעה תחילה, על מנת להבטיח מרווח מתאים למארז האלקטרוניקה. בחרתי במשאיות קליבר לשימוש מכיוון שיש להן פרופיל מרובע שהיה מושלם להדק את תושבות המנוע. אולם הציר היה מעט קצר מכדי לאפשר את השימוש בשני המנועים על אותה משאית, כך שהייתי צריך להאריך זאת כדי לאפשר את התאמת הגלגלים.

השגתי זאת על ידי ניתוק חלק ממרכב הקולב של משאיות האלומיניום, וחשיפת יותר מסרן הפלדה. לאחר מכן חתכתי את רוב הציר והשאיר בסביבות 10 מ מ ואז אוכל להשחיל עם קובית M8.

לאחר מכן ניתן היה להבריג מצמד ולהוסיף לזה ציר הברגה נוסף, ובכך למעשה להאריך את הציר. השתמשתי במתחם החזקת Loctite 648 כדי לאבטח את המצמד והציר החדש לצמיתות כדי להבטיח שהוא לא יתנתק במהלך השימוש. זה איפשר לשני המנועים להתאים למשאית וסיפק הרבה מרחב לגלגלים.

מערכת ההנעה הודפסה בעיקר בטכנולוגיית HP Multi-Jet Fusion, כדי להבטיח קשיחות וחוזק במהלך האצה ובלימה גבוהים, לשם יועברו הכוחות הגדולים ביותר.

גלגלת מיוחדת תוכננה לנעול בגלגלים האחוריים, שחוברה לאחר מכן לגלגלת המנוע בעזרת חגורת HTD 5M. נוספה מכסה מודפס בתלת מימד בכדי לספק הגנה למכלול הגלגלת.

שלב 3: מארזי צלעות

אחת ההחלטות העיקריות בעיצוב שקיבלתי הייתה הפרדת המארזים, מה שהביא למראה נקי ומאפשר למרפסת הגמישה לתפקד ללא תוספת נוקשות מהמארזים. רציתי להעביר את ההיבטים הפונקציונליים של טכנולוגיית HP Multi Jet Fusion, אז החלטתי להדפיס ב- FDM את החלק המרכזי של המארזים מה שהוזיל עלויות, ולאחר מכן השתמשתי בחלקי HP כדי לתמוך ולהדק אותם לסיפון. זה סיפק אסתטיקה מעניינת ועם זאת גם פונקציונאלי מאוד.

המארזים המודפסים של FDM חולקו לשניים כדי לסייע בהדפסה מכיוון שניתן היה לחסל חומר תמיכה מהמשטח החיצוני. הקו המפוצל הוצב בקפידה על מנת לוודא שהוא מוסתר על ידי החלק של HP כשהוא מהודק ללוח. נוספו חורים לחיבורי המנוע והודבקו מחברי כדור מצופה זהב במקום

מוסיפים מושחלים הוטמעו בתוך סיפון הבמבוק כדי לאבטח את המארזים ללוח, והיו משויפים במשטח עם משטח הלוח על מנת להבטיח שאין פער בין הסיפון למתחם.

שלב 4: אלקטרוניקה

האלקטרוניקה נבחרה בקפידה על מנת להבטיח שהלוח יהיה חזק אך גם אינטואיטיבי לשימוש. לוח זה עלול להיות מסוכן אם יתרחשו תקלות כלשהן, כך שאמינות היא גורם חשוב מאוד.

מארז הסוללה מורכב מ -20 תאים בודדים של 18650 ליתיום-יון אשר מולחמים נקודתיים ויוצרים מארז של 42V. 2 תאים מרותכים במקביל ו -10 בסדרות; התאים בהם השתמשתי היו Sony VTC6. השתמשתי בריתוך נקודתי לרתך את לשוניות הניקל כדי ליצור את החבילה, מכיוון שהלחמה יוצרת יותר מדי חום שיכול לגרום נזק לתא.

הכוח ממעטפת הסוללה הועבר לתיבת בקר המהירות באמצעות כבל קלוע שטוח שהועבר ממש מתחת לקלטת האחיזה בצד העליון של הסיפון. זה איפשר 'להסתיר' את הכבלים ולמנוע את הצורך להפעיל כבלים בצד התחתון שהיה נראה מכוער.

מכיוון שמדובר בלוח מנוע כפול שני בקרי מהירות נדרשים לשלוט באופן עצמאי על כל מנוע. השתמשתי בבקר המהירות VESC לבנייה זו, שהיא בקר שתוכנן במיוחד עבור סקייטבורד חשמלי, מה שהופך אותו לאמין מאוד לשימוש זה.

המנועים המשמשים הם 170kv 5065 מחוץ לרצים שיכולים לייצר 2200W כל אחד, וזה הרבה כוח ללוח זה. עם מערך ההילוכים הנוכחי המהירות המרבית של הלוחות היא סביב 35MPH, ומאיצה מהר מאוד.

השלב האחרון היה יצירת שלט לשליטה בלוח. מערכת אלחוטית הייתה מועדפת בשל הפעולה הקלה יותר. עם זאת היה חשוב להבטיח אמינות גבוהה של שידור מכיוון שירידה בתקשורת עלולה להיות בעלת בעיות בטיחות חמורות, במיוחד במהירויות גבוהות. לאחר בדיקה של כמה פרוטוקולי שידור רדיו החלטתי שתדר רדיו 2.4GHz יהיה האמין ביותר לפרויקט זה. השתמשתי במשדר מכונית RC מהמדף, אך הפחתתי משמעותית את הגודל על ידי העברת האלקטרוניקה למארז ביד קטן שהודפס בתלת מימד.

שלב 5: סיום לוח וסרטון קידום מכירות

הפרויקט הסתיים כעת! יצרנו סרטון די מדהים של הלוח בפעולה, תוכלו לבדוק אותו למטה. תודה רבה לרכזות תלת מימד על האפשרות לי לבצע את הפרויקט הזה - בדוק אותן כאן לכל צרכי ההדפסה התלת -ממדית שלך! 3dhubs.com