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羊毛氈之電動戳針機 土炮版(3D列印)



運作影片檔在此 https://youtu.be/NY4ed_0Ecao
(記得打開字幕喔)

日前看到一位樓主發表一篇自動戳針機 量產開發的文章,說真的要開發一台機器然後量產銷售,好多鄉民提供各種很好的建議或是規勸,不過若回歸個人的使用範圍,特別是該樓主對於老婆辛勞的體貼,其立意值得讚許呀~


在回歸個人的使用範圍,有一種精神叫做”土炮”,所謂的土炮,指的是個人在金錢、資源、能力有限的範圍,為了達成使用目的或解決問題,而自行以周圍可以取得的有限資源來創作…


若把土炮精神搬到羊毛氈專用的”自動戳針機”,會有什麼火花呢?首先來分析羊毛氈這件事…以下摘錄維基百科: 羊毛氈,是一種手工藝。由羊毛以針製作出不同造型如動物,人物、食物等,主要分為針氈和濕氈。當中以針氈較為普及。針氈主要是以專用的針刺羊毛,把羊毛做成心中想要的形狀。基本工具包括一枝粗針、一枝幼針和一塊氈。


什麼?就這樣?幸好網路還有很多羊毛氈的教學影片,可以仔細研究~不過看完影片更加沉重,首先~

1.羊毛氈有專用針,是一種類似有鋸齒的針,絕不是家裡一般縫衣針或大頭針之類,既然要土炮,一定要取得這專用針,才能開發它的載具。
2.針的往復行程必須很大,至少要達2公分以上,因為針尖到最後一格鋸齒就差不多2公分,網友專家們建議的按摩棒、研磨機很少行程這麼長~

所以接下來若要土炮,得跑一趟店家買這種針,小弟是選擇跑到文具店,然後經店員指路,找到深藏儲架的針,剝開厚厚灰塵(真的很小眾呀),看仔細標示,確定是專用針,土炮開發終於取得第一道曙光了~


接下來土炮的設計考量如下:

1.由於需要長時間握持於手上工作,且必須很穩定,所以必定要輕巧。
2.旋轉結構轉為直線往復結構,必須要堅固,但更重要必須要輕,才能讓往復過程中對作業人員的震動降到最低。結構輕也有助於減少慣性磨耗。(由於結構簡單,不考慮增加反向平衡結構)
3.為減少機身重量,電源則應採取外接方式,以減少手持重量,也有助於長時間操作,如果實際應用時,應加裝腳踏開關較安全。
4.馬達及變速直接採用現成品(土炮也善於整合資源,不用每個零件原生開發),其實家裡一堆步進馬達,但這場合完全無用,只好從一台玩具車套件拆下來用。
5.由於結構簡單及材料耐用度的關係,速度暫定60~180針/分鐘,針的往復距離2公分出頭(完全是新手等級)。日後要加速可以換四驅車馬達,或是增加電壓。
6.主要構造設計須具有未來擴充性,例如往復距離可再增加,而針機可擴充1~4針,以彌補速度慢的缺點。

基於上述考量,首先開始幻想使用情境,再拉出理性而可悲的有限知識,然後開始畫草圖…..夠草吧


接著開始著手設計各項零件,從有相容性問題的開始設計,然後進行3D列印,然後組裝試看看,咦?不行,趕快再開3D圖檔進行修改,有些則要重畫….所有的努力都指向一件事,要能讓針一直戳!!!

隨著時間的流逝,歲月的蹉跎,工作桌上越來越多的不適用零件,然後主體終於完成了,裝上外接電池後,看到針開始往復的戳,終於完成最關鍵的主體單元了~


雖然看著裸露的曲軸箱有種療癒的感覺,但是基於安全還是做個蓋子吧,可惜螺絲找不到適當長度,蓋子還得挖洞給螺絲往復空間



奇怪而不成熟的土炮造型,實在不方便握持,好吧,來設計個方便握持的零件,好歹有一點點人因工程的影子~到此土炮版戳針機終於大功告成~



外接電源採用4並聯3號鎳氫電池,共4.8V,加上一個簡易開關調速裝置,整體就是一台適合新手的慢速自動戳針機。小弟不是勤勞的人,如果小弟要打工羊毛氈賺錢,一定會需要這台機器,而非用手拿針像影片一直戳(光想就覺得好像提不起筷子了…)
(抱歉目前小弟還不會貼影片)

以下是該機基本性能:
主體重量:90公克(很輕了)
往復行程:2.2公分(可視情況擴充)
速度:約120次(可換馬達或加壓增速,不知極限為何?但保證無法2500次)
針數:1根(日後可擴充1~4針)
設計特點:易於更換針匣、區軸強化設計、雜毛收集機制、零件單純化


本體重量90公克左右


基本上,這類型個人土炮,3D列印將會是最重要的幫手,人類主要負責設計,實作交給機器就可以了,如果沒有3D列印,小弟大概就只剩嘴巴及鍵盤了…此作品僅是土炮業餘,使用123D繪圖並且純實用主義,無美學觀念,也沒能力美學設計,還請包涵…


你一定是瘋了 wrote:
比較好奇如果開模量...(恕刪)


若不含第一次訂單的下單量,且廠商本身就有基本模組可以套進設計的大部分,應該就不會花這麼多錢了,特別是盡量自己設計、自己找人開模、自己測試再修正,一切盡量自己來,最後把模具送去給人代工生產組裝,那價錢應該就省很多了~


閣下的執行力真是快速
動力部分應該是N20搭減速機溝
不知輸入幾V ?

我本來也是想用金屬齒輪
但看一下拆解 AddiQuick也是拿塑膠齒輪當機構
也許2500次的機構負擔沒我想的大
但是
成本是第一批量產品出貨才開始回收
如果資金撐不到這一關 前面成本多省都是 錢錢丟水溝
不出貨是完全沒有回本的機會
我一直不明白大家估啟動資金不含首批量產是怎回事?
harryhall wrote:
閣下的執行力真是快...(恕刪)


很多人常有各式想法,但總很容易曇花一現,真的去做的不多~

但其實沒有真的做,根本不知道魔鬼在細節之內,更無法累積克服過程的經驗,那些經驗就算學校也很難學到,只有真的做過才知道,可憐的是這些絞盡腦汁、克服問題的過程,客戶只會認為為何設計費收很貴...

不過身為業餘創客,就不用顧慮太多,做就對了,重點不是做出成品的成就感,而是累積箇中經驗~所以此案例剛好來試試看~老實說這世界的腳步很快,執行力不快是不行的

大哥您提到的N20是比較好,小弟是用價值不到70元的變速箱+馬達組,馬達是130的,不過整體表現比小弟預想的還好,針針都能刺破2層瓦楞紙板,另一方面,由於主體區軸往復結構剛性有限,變速箱的塑膠齒輪反而可以平衡緩衝力道,讓電動戳針機壽命長些~對了目前電源是用4.8V,力道還可以,放著運轉1小時測試,馬達溫度還ok

查了addi的評價,網路上常提到故障狀況,可能2500次真的負擔太大了...如果不設計加入軸承結構,真的會很不耐用...



把夾針軸印成圓柱形,然後套兩層鐵弗龍管當滑套試試看
內管緊包夾軸,外管固定在外殼上,這樣滑動時只有鐵弗龍之間的摩擦
壽命應該可以增加數十倍..

tyf000 wrote:
把夾針軸印成圓柱形...(恕刪)


大哥建議的好,鐵氟龍可以大幅降低磨擦力,本身韌性也很好,如果能找到尺寸剛好能內外相套的,可能可以大幅增加耐用性~


harryhall wrote:
但是成本是第一批量...(恕刪)


就如同開店的規劃,不能只想到裝潢出整家店的費用,而是要至少計算到能損益平衡前的總費用⋯但是有這種戰略思考能力的鄉民真的比較少⋯當然也可以走一步算一步,但這就更偏向賭博,全輸的風險很高⋯
zzzrrrzz wrote:
日前看到一位樓主發...(恕刪)


大哥,我現在才看到這篇,太感謝你了,
我的3d列印機因為作品一直會翹,印到最後,還沒印出什麼,2個零件壞了
就沒在動過了...
忘記印備品,還在練功中就壞了....
不知道大大3D印表機底盤用的是什麼?可以讓列印不翹呢??
看來要上網買一下零件來修復了!

但沒想到你居然實做出來了!
而且還做足了功課!!

AddiQuick 官方規格是寫每分鐘 2500下,實際上我也沒辦法測出來,
但真的是非常快,我每次看我老婆用,都覺得好恐怖!

我認為每分鐘能到 1000上下,就已經很不錯了,

不過自動戳針其實不能拿來做細節處理,如塑形,細部接合,面部表情等等
最後還是要用手慢慢做

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