Redukcja kosztów drukowania 3D za pomocą peletyzatora z otwartym źródłem

Dobre włókno może być drogie, chociaż polimery, z których wykonane jest włókno, nie są drogie. To jest wstępna obserwacja papieru zatytułowanego "Trójdrożny rozdrabniacz do granulacji polimeru do produkcji dodatków opartych na granulkach". Autorzy twierdzą, że znaczników można uniknąć poprzez wyeliminowanie procesu tworzenia włókien, a zamiast tego drukowanie 3D bezpośrednio z granulatu polimeru . Stwierdzono, że stopiona obróbka ziarnista (FGF) lub wytwarzanie stopionych cząstek (FPF) jest powstrzymywane przez brak dostępu do tanich granulatorów i rozdrabniaczy. Opracowali więc własny, otwarty, drukowany, 3D granulator, który może przetwarzać zarówno pojedyncze polimery termoplastyczne, jak i kompozyty.

Jedną wersję silnika można wyprodukować za jedyne 185 USD. Wszystkie części mogą być drukowane w 3D za pomocą PLA lub innego twardego materiału termoplastycznego FFF, z wyjątkiem kilku części, które są specjalnie przeznaczone do wydrukowania za pomocą NinjaFlex. Podano instrukcje krok po kroku dotyczące montażu wydrukowanych części 3D.

Po zmontowaniu maszyny naukowcy przetestowali ją z użyciem wielu materiałów: PLA i ABS o średnicy 1,75 i 2,85, a także PP PETG i wypełnione kawą PLA. Testowali także NinjaFlex, ale okazało się, że jest on zbyt elastyczny, aby można go było przetworzyć.

Prototypowa drukarka Gigabot X 3D została wykorzystana do drukowania materiałów 3D, a sam zaprojektowany "recyclebot" został użyty do stworzenia PLA włókno z granulek.

"System może kontrolować rozmiar cząstek poprzez zmianę prędkości" - twierdzą badacze. "... Szybkość produkcji peletów w kg / h jest funkcją prędkości silnika i jest liniowa: 0,5 kg / h przy pełnej prędkości z jednym silnikiem, 0,25 przy 100 obrotach na minutę i 0,125 przy 50 obrotach na minutę." < p> Materiał z recyklingu, taki jak PET i PP, może być również wykorzystywany z materiałów pokonsumpcyjnych, rozdrabniających takie rzeczy, jak butelki z wodą.

"W celu utrzymania dopuszczalnych właściwości mechanicznych, materiał z recyklingu musi być zmieszany z dziewicą materiały lub wzmocnione mocniejszymi materiałami "- wyjaśniają naukowcy. "Pomimo tych wad, analiza cyklu życia materiałów przetwarzanych za pomocą pojemnika recyrkulacyjnego wykazała 90% zmniejszenie energii zawartej w filmie w porównaniu z tradycyjnym wytwarzaniem włókien."

Termopolimery, które zostały wykazane jako dopuszczalne dla proces recyclebot obejmuje PLA, HDPE, ABS i elastomery, a także kompozyty, takie jak biopolimery odpadów drzewnych i tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami węglowymi.

Przyszłe prace obejmujązastąpienie niektórych części, takich jak silnik prądu stałego, tańszymi alternatywami, a także praca nad udoskonaleniami geometrycznymi, które pozwoliłyby na cięcie elastycznych włókien, takich jak NinjaFlex.

"System został pomyślnie opracowany przy użyciu strategii projektowania open-source i wyprodukowane przy użyciu tanich drukarek 3D o otwartym kodzie "- podsumowują naukowcy. "Wynalazek dostarczył granulki termopolimeru o wysokiej tolerancji, o wielu rozmiarach, które można stosować w drukarce FGF, jak również w celu ponownego przetworzenia kosza na druk trójwymiarowego materiału drukowego. Ma przepustowość 0,5 kg / hz jednym silnikiem i przepustowość 1,0 kg / hz dwoma silnikami wykorzystującymi tylko 0,24 kWh / kg podczas procesu siekania. Granulki z powodzeniem drukowano trójwymiarowo bezpośrednio przez FGF, a także pośrednio po przekształceniu w plik o wysokiej tolerancji w kosza recyrkulacyjnego. "

Autorami artykułu są Aubrey L Woern i Joshua Pearce.