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Jan 03, 2024

Una macchina avvolgitrice Arduino in fibra di carbonio

Many of the projects we feature on Hackaday are motivated by pure greed. Not on

Molti dei progetti che presentiamo su Hackaday sono motivati ​​dalla pura avidità. Non da parte dell'hacker, sia chiaro; ma piuttosto l'azienda che addebita un prezzo così esorbitante per un articolo prodotto in serie che qualcuno decide di poter fare la stessa cosa a un prezzo più basso di un progetto una tantum. Questo è esattamente il motivo per cui [Bryan Kevan] ha finito per costruire la propria macchina avvolgitrice per tubi in fibra di carbonio. Non solo i tubi finiti hanno un aspetto fantastico, ma gli costano una frazione di quello che costano anche quelli commerciali "economici".

Il principio alla base della produzione dei tubi è davvero piuttosto semplice: il nastro in fibra di carbonio (o "traino", nel gergo ufficiale) viene avvolto attorno a un mandrino rotante, idealmente secondo schemi interessanti, e viene aggiunta resina epossidica per legare il tutto. Quando si è indurito, fai scorrere il nuovo tubo in fibra di carbonio dal mandrino e puoi iniziare a costruire il telaio di una bicicletta o qualsiasi altra cosa per cui avevi bisogno di tubi leggeri e resistenti. Potresti farlo anche a mano, se avessi abbastanza pazienza.

[Bryan] lo aveva già fatto a mano in precedenza, ma stava cercando un modo non solo per automatizzare il processo ma anche per rendere il prodotto finale un po' più uniforme. La sua idea era quella di ruotare un tubo orizzontale in PVC come mandrino e spostare una "macchina" che trasportava il nastro in fibra di carbonio avanti e indietro lungo la sua lunghezza. Il tubo in PVC deve solo ruotare lungo il proprio asse, quindi ha pensato che sarebbe stato abbastanza facile; e utilizzando una cinghia GT2 e alcune pulegge, anche far muovere avanti e indietro l'auto che depositava il carbonio non sembrava una grande sfida.

Il telaio dell'avvolgitore è costruito con il materiale preferito dagli hacker: estrusione di alluminio 20/20. A ciò si aggiunge un Arduino Uno, due motori passo-passo con i relativi driver appropriati e il solito assortimento di cianfrusaglie stampate in 3D. [Bryan] dice che capire i calcoli per generare modelli di avvolgimento interessanti è stato un po' complicato e ha richiesto una discreta quantità di tentativi ed errori, ma non è stato un ostacolo. Anche se suggeriamo di seguire il suo esempio e di utilizzare il nastro adesivo durante i test piuttosto che il materiale in carbonio, poiché produrre alcuni nidi di uccelli all'inizio sembra quasi una garanzia.

Una delle parti più complicate del progetto è stata la rimozione dei tubi in fibra di carbonio dal mandrino in PVC una volta terminati. [Bryan] alla fine optò per un processo che prevedeva la spruzzatura del PVC con WD-40, l'avvolgimento in carta pergamena e quindi l'utilizzo di una striscia di nastro blu da pittore 3M per impedire alla carta pergamena di muoversi. Se riesci a mettere l'intero mandrino nel congelatore dopo averlo avvolto per restringerlo un po', ancora meglio.

Quindi alla fine ne è valsa la pena tutto questo lavoro? [Bryan] afferma che inizialmente intendeva spendere fino a 70 dollari al metro per i tubi in fibra di carbonio di cui aveva bisogno per il telaio della sua bicicletta, ma acquistando le materie prime e avvolgendole lui stesso, ha finito per produrre i suoi tubi per un prezzo vicino ai 3 dollari al metro. piede. Alcuni potrebbero mettere in dubbio la forza e la consistenza di questi tubi fai-da-te, ma per una riduzione del prezzo del 95% circa, saremmo disposti a provarci.

Anni fa abbiamo coperto una campagna Kickstarter per un avvolgitore in carbonio molto simile. Probabilmente a causa degli usi relativamente limitati di un simile gadget, l'avvolgitore non ha raggiunto l'obiettivo del finanziamento. Ma proprio come l’attuale ondata di impressionanti laser cutter fatti in casa, i migliori risultati potrebbero derivare semplicemente costruendoli da soli.