Migliorare Mister Screamer; Un allarme di filamento da 80 decibel

Ho creato un prototipo di allarme filamento per stampante 3D che ha funzionato, ma il processo ha anche portato in superficie alcuni nuovi problemi e questioni che non avevo previsto quando ho iniziato. Oggi approfondirò ulteriormente il processo di prototipazione per acquisire alcune informazioni sulla progettazione per un problema ben specificato. Quello che mi è venuto in mente è un pendente facile da costruire che pende passivamente dal filamento e ti avvisa se cambia qualcosa.

Ho iniziato con la necessità di sapere quando la mia stampante 3D era senza filamento, in modo da poter abbandonare qualunque cosa stavo facendo e inserire una nuova bobina di filamento proprio contro l'estremità della bobina precedente. Facendo ciò entro quattro minuti dall’esaurimento del filamento, la stampa di lavori molto grandi potrebbe continuare ininterrottamente. Il dispositivo che ho progettato si chiamava Mister Screamer.

L'idea è che se una stampante 3D è presidiata (ma non sotto costante supervisione) e l'operatore è pronto a scambiare i rotoli di filamento quando necessario, non è necessario che la stampante esegua compiti "intelligenti" come mettere in pausa la stampa. Finché esiste un mezzo per attivare un allarme quando il filamento è esaurito, l'operatore può fare tutto il necessario per mantenere la stampa ininterrotta, e la stampante stessa non ha nemmeno bisogno di saperlo.

Il prototipo precedente rilevava fisicamente il filamento con un interruttore a rullo che attivava un cicalino quando il filamento si esauriva. Ha avuto un periodo di prova riuscito, ma ha rivelato alcuni nuovi problemi:

Anche se il prototipo precedente svolgeva il lavoro previsto, era chiaro che c'erano dei problemi ed era necessario un aggiornamento del design.

I requisiti fondamentali per Mister Screamer non sono cambiati molto. I compiti del dispositivo sono:

Altri elementi del design hanno funzionato abbastanza bene da poter essere mantenuti e rimanere per lo più invariati:

Le lezioni apprese dalla costruzione e dal test del primo prototipo sono state utilizzate per aggiungere i seguenti obiettivi di progettazione:

Il nuovo prototipo mantiene la stessa funzione di base, ma con un approccio completamente diverso. Il dispositivo è ora sensibile all'orientamento e rileva il filamento effettivo solo indirettamente. È progettato per essere appeso a una catena a maglie sferiche come un ciondolo.

Mentre il dispositivo si blocca è silenzioso. Se cade, l'allarme suona finché non viene ripreso. Pertanto durante il funzionamento pende passivamente dal filamento come un ciondolo o un portachiavi finché il filamento viene alimentato nella stampante. Non appena la bobina del filamento si è svuotata, il dispositivo cade sul tavolo e fa scattare l'allarme.

Il nuovo sistema cambia le tecnologie. Ho eliminato l'interruttore a rullo e l'ho sostituito con un interruttore a lamella. All’interno dell’involucro stampato in 3D c’è un vuoto che cattura un piccolo disco magnetico. Il vuoto è stato progettato per utilizzare una forma che mantenga il magnete lontano dall'interruttore a lamella quando è appeso alla catena a sfere, ma adagia Mister Screamer su una superficie piana e il magnete si posizionerà abbastanza vicino all'interruttore per azionarlo.

Mentre è appeso verticalmente alla sua catena (per riporlo o quando è appeso a una linea di filamenti) il dispositivo è completamente inerte e non utilizza energia. L'involucro è progettato con lati piatti e bordi arrotondati, in modo che l'unità si sposti sempre da una parte o dall'altra quando cade.

Ci sono alcune altre cose da menzionare riguardo al design:

Avvertenza: l'audio contiene forti segnali acustici

Il nuovo prototipo è stato un successo, e non solo perché ha svolto il lavoro previsto nel modo previsto. È stato un processo di successo perché:

Nella prototipazione di Mister Screamer, ho fatto quanto segue per ottenere i migliori risultati da un approccio iterativo:

Mister Screamer V2 ha soddisfatto tutti i requisiti, ma ha comunque prodotto scoperte che potrebbero essere utilizzate per migliorare una versione successiva. La più grande lezione appresa è stata che questo progetto dipende fortemente dal layout della stampante 3D utilizzata.

Nella mia stampante particolare (una Raise3D N2) la bobina del filamento è ben lontana dall'area di stampa. Non solo c'è spazio per appendere il dispositivo a una bobina, ma non c'è alcun rischio che l'unità finisca in qualche posto problematico quando cade. Altre stampanti 3D potrebbero avere layout fisici che non consentono a Mister Screamer di funzionare bene. Se il dispositivo penzola sulla testina di stampa o può cadere nell'area di stampa una volta esaurito il filamento, sono problemi.