Hallo,
Ich habe vor einiger Zeit einen Mikromanipulator aus industriellen Teilen gebaut. Dieser ist im groben nach dem Leitz Vorbild entstanden.
Nun habe ich mir die Frage gestellt, ob dies auch im 3D Druck möglich ist. Diese Manipulatoren mit 3
Gewindeachsen und den 3 Andriebsknöpfen gibt es genug.
Ich habe nun eine Möglichkeit gefunden auch einen Joystick Manipulator im 3D Druck fertigen zu können.
Auch dieser wird einen verstellbaren Manipulatorweg haben je nach Joystick Bewegung.
Die Hauptkomponente ist fertig.
Das fertige Gerät wird in etwa 55 x 65 x 15 gross sein. Mein Ziel ist es diesen an ein Mikroskoptisch anklemmen zu können, als unter dem Stereomikroskop nutzen zu können.
Diesen würde ich dann auch mehrfach herstellen, wenn Interesse daran besteht.
LG
Michael
Hallo Michael,
der 3D Mikromanipulator klingt sehr interessant!
Hast du schon sowas wie eine Schemazeichnung oder ein Modell so das man sich das besser vorstellen kann?
Je nach Preis und Aufbau wäre ich prinzipiell interessiert.
Viele Grüße
Kay
Hallo,
mir geht es gleich wie Kay :)
lg Daniel
Hallo,
Ganz grob gesagt nutze ich hier Hebelgesetze und die damit einhergehenden Wegstrecken aus.
Zentrales Element ist ein kleines Kugelgelenk, dessen Kugel durchbohrt ist. Durch diese Bohrung wird
eine Achse gesteckt die darunter in einem halbkugeligen Ausbuchtung gelagert wird. Das ist der Drehpunkt des Ganzen. Wenn man diesen Drehpunkt weiter nach unten verlagert wird die Wegstrecke der Nadel gröber.
MMP-2.jpg
Liegt die Lagerung direkt unter der Kugel ist das die kleinstmögliche Einstellung, das ist auch im Video demonstriert.
Alle XY Wegänderungen finden in einer Ebene bei gleicher Wegänderung statt.
Ich habe das Prinzip eines Linerarlagers nachempfunden. Und da hier keine grossen Lasten zu bewegen
sind, dürfte das funktionieren. Zudem sind die V-Lagerschienen auswechselbar.
Ich habe auch mit 3D gedruckten Flexstrukturen experimentiert (Gelbart Linear Stage), die haben aber den Nachteil, das diese in die Ausgangsposition zurückfedern.
Wenn man bei meinem Entwurf den Joystick los lässt bleibt die Nadel; oder was auch immer; an der
Position und federt nicht zurück.
Ich habe mal auf die Schnelle KurzVideos erstellt.
Bewegung der eigentlichen Manipulator Einheit.
MMP-2-Bew-Prinzip.gif
Bewegung der Nadel über einem Objektmikrometer
MMP-2-Vid-MBS10x4.gif
Das Problem der Höhen Drehpunktlagerung habe ich auch gelöst. Die Einstellung soll von der Seite des Gerätes erfolgen. So kann man den MMP so nutzen das der Joystick einmal von oben bedient werden kann.
wenn man das Gerät herum dreht hängt der Joystick nach unten. Das ist ideal wenn man den MMP an den
Mikroskoptisch anbringt. Da werden alle Bewegungen umgedreht aber im Okular wieder richtig herum wieder gegeben.
Für Fragen / Anregungen bin ich offen.
LG
Michael
Hallo Michael,
das ist ja ein richtig interessantes Konzept, von der ersten Beschreibung her hätte ich ein Elektrisch betriebenes System erwartet, aber die einfache mechanische Umsetzung gefällt mir deutlich besser!
Viele Grüße
Kay
Hallo Michael,
Ich wäre auch sehr an zwei Exemplaren von dem Eigenbau interessiert,
Grüße,
Linus
Hallo,
einen elektrisch oder hydraulisch betriebenen MMP will ich nicht. Der Manipulator soll rein mechanisch
bedient werden und aus einfachen Komponenten bestehen.
Ein ähnliches Konzept ist in diesem Patent zu sehen. Allerdings sind dort 2 Hebel; jeweils eine pro
Achse verbaut.
https://patents.google.com/patent/US1828460A/en (https://patents.google.com/patent/US1828460A/en)
LG
Michael
Hallo Michael,
Spätestens nach den Kurzvideos bin ich auch an deiner Konstruktion interessiert. Wie sieht es denn vorne, also dort wo die Legeborste montiert wird, aus?
Trägt das auch eine Glaspipette/Mikroliterspritze?
LG Holger
Hallo Linus,
Danke für die Info. Aber ich muss erst noch ein Gehäuse fertigen und die Aufnahmemöglichkeit für eine Nadel oder Pipette oder was auch immer. Diese Aufnahme wird aber fein einstellbar sein. Ledeglicht das auf und absenken werde ich wahrscheinlich über einen kleinen Hebel realisieren. Wenn ihr dafür ein dreh Bedienknopf besser findet, dann teilt es mir bitte mit.
Das Gehäuse selber muss auch eine befestigungsmöglichkeit haben, damit man es auf eine schwerere Metallplatte oder einen alten Mikroskopfuss oder ähnliches befestigen kann. Da ist jeder Mikroskop Arbeitsplatz anders. Die Montage am Arbeitsplatz muss jeder selbst machen, es sei denn ich finde eine Universallösung.
LG
Michael
Please add me to the list of interested parties.
Best Maarten
Hallo,
Nur zur Info:
Alle Interessenten habe ich mal auf die Liste gesetzt.
Ihr könnt aber gerne noch Anregungen mitteilen worauf ich achten sollte.
LG
Michael
Hallo zusammen,
damit ihr eine Vorstellung habt, wie das aussehen wird, habe ich alles virtuell zusammen gesetzt
und eine Ansicht erstellt.
Falls ihr Probleme seht, von denen ich nichts ahne, teilt es mir bitte mit.
LG
Michael
Hallo Michael,
könnte man das Absenken mit einem Drehknopf am Hebel realisieren?
Liebe Grüße
Rudolf
Hallo Rudolf,
Das absenken der Nadel oder Kanüle ist mit der Joystickachse glaube nicht möglich.
Dieser befindet sich quasi auf einer Kreisbahn und dadurch gibt es Höhenänderungen. Bei meinem anderem
MMP habe ich dies mit einem kleinem Motorgetriebe realisiert.
Diesmal möchte ich ohne Motor für die Z-Achse auskommen.
Falls jemand eine Idee dazu hat, immer her damit. Ich wollte das über einen kleinen Exzenter und kleinem
Hebel realisieren.
LG
Michael
Nur sonne Idee:
Wenn man die gesamte Mechanik in z-Richtung auf eine Blattfeder setzt, könnte man das Absenken der Borste durch Drücken auf den Hebel realisieren. Zum Entlasten der Schwenklager ein Röhrchen über den Hebel stülpen, das die Kraft aufnimmt.
Einen Satz kleiner Röhrchen kann man aus Radio-Stabantennen gewinnen. Sauberes Ablängen der Röhrchen ist mit Proxxon-Trennscheiben gut machbar.
Gruß - Werner
Hallo zusammen,
Werner:
Wenn ich das richtig verstanden habe, soll ein Röhrchen über den Joystickhebel, der eine Blattfeder
bewegt und diese wiederum die Halterung für die Gerätschaften an der Z-Achse. Das heisst in der Blattfeder muss ein Langloch drin sein damit die Joystickbewegungen mitgemacht werden können.
Das ist schon ein guter Ansatz.
Ich habe mir ehrlich gesagt noch keine Gedanken dazu gemacht.
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Was das Gehäuse angeht, werde ich fertige kaufen in etwa der selben Grösse, Gehäuse drucke ich
nicht gerne. Warum Gehäuse drucken, wenn es die fertig gibt...
Auf den Halteblock mit den 5 Löchern kommt die Halteeinrichtiung für die Werkzeuge wie Legeborsten, Nadeln oder Pipetten. Diese werden auch in allen 3 Raumachsen einstellbar sein. Ledeglich die
Z-Achse soll im kleinem Maße beweglich sein.
LG
Michael
Hallo Michael!
Eine Blattfeder kann sich nur in Biegerichtung bewegen, wenn sie seitlich befestigt wird. Bei der kleinen Bewegung der Legeborste ist auch keine Parallelführung nötig.
Mein Gedanke ist, die gesamte Mimik für die seitliche Verstellung auf eine Blattfeder zum Absenken zu montieren (mit Anschlagschrauben für den Biegebereich).
Das "Röhrchen" mit aufgeklebter Kugel über den Verstellhebel überträgt die Kraft über die Mimik auf die Feder, der Verstellhebel kann trotzdem seitlich bewegt werden (Einhand-Bedienung)
(Eine ähnliche seitliche Verstellung mit größerem Bereich gibt es seit Langem bei der Spaltlampe des Augenarztes, um zwischen den Augen zu wechseln)
Eine billige Quelle für Blattfedern ist ein Satz Japanspachteln. Die bestehen aus kalt blankgewalztem Stahl und sind leicht zu bearbeiten. Wenn sie sich beim Schneiden mit der Blechschere verformen, kann man auf Proxxon-Trennscheiben ausweichen (Dremel taugt nichts, zu schlechte Lager und Qualität). Das Bohren klappt zwischen einem Blechpaket aus Eisen- oder Alu-Blech mit scharfen Bohrern. Löcher in gehärtete Federn bekommt man durch Schleifen mit mit kleinen Kugel- oder Spitzschleifern.
Durch Stapeln gleicher Blattfedern kann man die Federstärke vergrößern. Gegen Rosten hilft leichtes Einfetten (Vaseline o.ä.)
Vorsicht mit Diamant-Werkzeugen! Die sind für Stahllegierungen ungeeignet, sie werden stumpf, weil sich der Kohlenstoff schnell mit dem Eisen legiert (!). Also keine hohen Drehzahlen bzw Schnittgeschwindigkeiten!
Eine gute Quelle für Diamantwerkzeuge sind gebrauchte Zahnarzt-Bohrer, auf Anfrage habe ich immer eine Hand voll bekommen. Die sind gut für solche Zwecke und zum Nacharbeiten. Der Zahnarzt braucht immer neue und scharfe Bohrer.
Gruß - Werner
Hallo,
Sehe ich das jetzt richtig? Das Kästchen mit der Mechanik kommt auf eine grössere Blattfeder. Der Federbereich wird durch Anschlagschrauben begrenzt.
Die Kugel verschliesst das Röhrchen welches über den Verstellhebel gestülpt ist. Beim herunter ziehen
wird das Kästchen mit vorne angebrachtem Werkzeug herunter gedrückt.
Dann muss die Blattfeder aber genauso ausgerichtet sein wie der Objekträger o.ä. Wenn die Blattfeder
schräg steht und man mit dem Verstellhebel z.B. eine Bewegung nach vorne macht, wird sich die Nadel oder Legeborste nach oben bewegen also weg vom Objektträger.
Ich muss das mal provisorisch testen.
Mal eine Frage an die Interessenten.
Ich hatte ursprünglich vor zur Werkzeug Aufnahme, 2 kleine Verstellbköcke zu machen, damit man es
vor einstellen kann.
Jetzt habe ich aber den Gedanken einen Kugelkopf zu nutzen worauf nur ein Verstellblock, der die
Nadel etc. aufnimmt. So kann man die Höhe in der die Nadel etc. über dem Objektträger sein soll, voreinstellen. Erst bei betätigen der Z-Achse senkt die sich ganz ab.
Gibt es Meinungen dazu?
Gruss
Michael
Hallo Michael,
das ist wirklich eine interessante Konstruktion.
Was ich noch anregen möchte ist, vielleicht ein Bisschen an die Ergonomie zu denken, gibt es Kanten, mit denen man in Kontakt kommt und die man auch abrunden könnte? Und dann zu gucken wie die Konstruktion auf Überlastung reagiert, vielleicht kannst Du sie so optimieren dass es nicht so schnell passiert, dass etwas abbricht, Anschläge und angepasste Querschnitte, z.B. beim Bedienhebel.
Viele Grüße,
Bob
Hallo,
Was die Ergonomie angeht, kann ich nur soviel dazu sagen das ich nun fertige Gehäuse nehme
(56x75x24) Die Mechanik mus nur ein kleinwenig abgeändert werden. Als Drehpunkt nutze ich nun Mikrokugelköpfe
mit einer 2,9mm Kugel somit ergibt sich eine noch kleinere Bewegung.
Was die Konstruktion angeht habe ich mich an ein 4mm Mass gehalten. Ich denke das ist von der Stabilität her
stabil genug. Augenblicklich bin ich dabei eine Anzeige zu fertigen die die Verkleinerung der Handbewegung
anzeigt. Ich glaube nicht das jemand umdrehungen des drehknopfes zählen möchte. Ich hatte erst vor kleine
Zählwerke wie die früher in Kassettenrekordern verbaut wurden zu nutzen. Es sind 15 Umdrehungen einer M3
Schraube die angezeigt werden müssen. So Klickerwerke kann ich nicht nutzen.
Andere Möglichkeit sind Messuhren aber die sind zu gross. Aber das Funktionsprinzip werde ich anwenden.
Oder falls jemand eine Quelle hat wo man kleine Messuhren mit ca 20mm Rundgehäuse herbekommt, würde es mich
freuen. So ein Puppitaster habe ich aber da ist der Messweg zu kurz. Der Verfahrweg wären 6,5mm die mit
so einer Uhr angezeigt werden müssten.
Update: Ich werde ein kleines 3 stelliges Zählwerk anbringen. Die Komponenten lassen sich auch 3D drucken.
Gruss
Michael