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由密歇根理工大學(xué)的研究人員開發(fā)的3D打印機(jī)和3D:再生塑料將再生塑料變成高性能運(yùn)動(dòng)設(shè)備,如皮劃艇槳和滑板。密歇根州的研究人員將環(huán)保生產(chǎn)和3D打印相結(jié)合,創(chuàng)造出一種可以用再生塑料開發(fā)運(yùn)動(dòng)用品的高性能3D打印機(jī)。Gigabot X打印機(jī)是由大型3D打印技術(shù)公司re:3D和密歇根理工大學(xué)(密歇根理工大學(xué))合作開發(fā)的 - 將現(xiàn)有的印刷技術(shù)與新的扭曲相結(jié)合,材料科學(xué)與工程教授Joshua Pearce解釋說密歇根理工大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系教授。
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“重新:3D一直在生產(chǎn)Gigabot--一種使用熔絲的低成本高質(zhì)量大幅面3D打印機(jī),”他向Design News解釋道。“不幸的是,長(zhǎng)絲比塑料原料的成本高出約10倍。這使得三維打印大型物體相對(duì)昂貴 - 而Gigabot用戶習(xí)慣使用大量塑料。“
他告訴我們,Gigabot X- Pearce和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這種機(jī)器的修改版本 - 允許使用更便宜的塑料顆粒,以及使用回收材料生產(chǎn)新物體。
“我們更進(jìn)一步,對(duì)機(jī)器進(jìn)行了改造,通過直接回收它們,找到了各種廢聚合物的最佳設(shè)置,”皮爾斯說。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)布了打印機(jī)的免費(fèi)和開源設(shè)計(jì)以及使用它制造的產(chǎn)品,以幫助促進(jìn)該技術(shù)的廣泛使用。
Gigabot X不適合家庭使用;它是一種工業(yè)大小的機(jī)器,旨在開發(fā)高性能的體育用品,這些產(chǎn)品一直在挑戰(zhàn) - 如果不是不可能 - 使用現(xiàn)有技術(shù)制作商業(yè)價(jià)值的版本。
“你需要專門為3D打印設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目以獲得最佳效果,”Pearce說道,解釋了以這種方式制造這些類型產(chǎn)品的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。“在某些情況下,我們對(duì)印刷品進(jìn)行了后期處理,以獲得想要的形狀 - 就像彎曲雪鞋一樣。”
特種擠壓機(jī)
為了實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo),Pearce和他的團(tuán)隊(duì)使用與工業(yè)熱塑性擠出機(jī)密切相關(guān)的擠出機(jī)系統(tǒng)配備了Gigabot X,他說。為了適應(yīng)打印機(jī),他們將其縮小并將其作為擠出機(jī)頭安裝在Gigabot上。
“擠出螺桿的設(shè)計(jì)直徑從螺桿長(zhǎng)度開始逐漸增加,從開始到結(jié)束的比例為2.5:1,”Pearce向Design News解釋道。“料斗采用3D打印,便于在測(cè)試過程中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和優(yōu)化。該系統(tǒng)有兩個(gè)加熱區(qū),一個(gè)用于熔化塑料碎片/再研磨/顆粒,另一個(gè)用于控制擠壓。
Gigabot X 3D打印流程(稱為熔融顆粒制造(FPF)或熔融顆粒制造(FGF))可以在3D打印之前制作燈絲,節(jié)省一個(gè)熔融周期,基本上可直接從碎廢料中打印。
Pearce說,在打印機(jī)中使用再生塑料的想法有兩個(gè)目的。他說,由于塑料污染對(duì)全球環(huán)境造成的所有損害,使用再生材料更加環(huán)保。
皮爾斯說,還有一個(gè)實(shí)際的考慮因素。“它還從根本上降低了成本,”他說。Pearce說,3D打印長(zhǎng)絲的成本為每公斤20至50美元,而顆粒的成本為每公斤1至5美元,人們可以自制的廢塑料幾乎是免費(fèi)的。
雖然打印機(jī)本身并不便宜,成本約為18,500美元,但是能夠使用3D打印產(chǎn)品,如滑板甲板,雙刃皮劃艇槳和雪鞋 - 所有這些都是研究人員證明 - 將會(huì)產(chǎn)生Pearce說,制造商的回報(bào)。
“Gigabot X使用戶能夠?yàn)橐恍〔糠滞壬唐分圃飙h(huán)保產(chǎn)品,”他說。
Pearce和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃正在進(jìn)行他們的研究,使用Gigabot X制造復(fù)合材料和更廣泛的聚合物,以進(jìn)一步擴(kuò)展低成本,大面積3D打印的材料選擇,他說。
Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人,撰寫了20多年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城,舊金山和紐約市作為專業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間,她喜歡沖浪,旅游,音樂,瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。
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