Ein Team unter der Leitung von Ingenieuren der Michigan Technological University und von re: 3D, Inc. entwickelte und testete den Gigabot X, einen Open-Source-FPF-3D-Industriedrucker, der Kunststoffabfälle verwenden und in große, starke Ausdrucke umwandeln kann. Aufgrund der einzigartigen Herausforderungen, die mit Sportartikeln verbunden sind - Größe, Haltbarkeit, Spezifität -, entschied sich das Team für mehrere von der Upper Peninsula inspirierte Artikel.
In ihrem neuen Artikel, der in Additive Manufacturing veröffentlicht wurde , beschreibt das Team, wie sich Fab Labs, Prototyping- und technische Werkstätten, die die persönliche digitale Fertigung ermöglichen, und andere 3D-Druckzentren wie Makerspaces, öffentliche Bibliotheken oder Schulen beim umweltfreundlichen Drucken wirtschaftlich erhalten können Produkte mit FPF. In einigen Fällen lag der Return on Investment für einen Gigabot X bei hoher Kapazität und wiederverwertbaren Rohstoffen über 1.000 Prozent.
"Dies ist kein Gerät, um Spielzeug für Ihre Kinder herzustellen. Dies ist eine Industriemaschine, mit der echte, große und leistungsstarke Produkte hergestellt werden sollen. Weltweit breiten sich weit über 1.000 Fab Labs schnell aus und verwandeln sich in umweltfreundliche‚ Green Fab Labs '. , der Gigabot X könnte ein nützliches Werkzeug sein, um seine Dienste und andere Makerspaces zu erweitern ", sagte Joshua Pearce, Richard Witte Stiftungsprofessor für Materialwissenschaften und Werkstofftechnik und Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Computertechnik. "Natürlich wollten wir für unsere Tests recycelten Kunststoff verwenden."
Das ist ein Markenzeichen des Gigabot X - im vergangenen Jahr hat eine kollaborative Studie von Michigan Tech und re: 3D gezeigt, dass es mit einer Vielzahl von Kunststoffen verwendet werden kann, die aus dem Abfall gewonnen werden, um in einem neuen produktiven Leben weiterzuleben. Das System basiert auf einem früheren Entwurf des MOST Lab, dem Recyclebot, der Kunststoffabfälle für 3D-Drucker herstellt. Das Pearce-Team hat sich eingehend mit besseren Methoden zum Sortieren, Sieben und Klassifizieren von Kunststoff befasst, um die 3D-Bedruckbarkeit zu verbessern. Das Schmelzen und Extrudieren schwächt den Kunststoff jedoch, er kann fünf Zyklen aushalten, bevor er mechanisch beeinträchtigt wird. Neu beim Gigabot X ist das sogenannte Fused Particle Fabrication (FPF) oder Fused Granular Fabrication (FGF), bei dem die Herstellung von Filamenten vor dem 3D-Druck übersprungen und ein Schmelzzyklus eingespart wird. Grundsätzlich druckt es direkt aus zerkleinerten Abfällen. Die Größe und Vielseitigkeit des Gigabot X bei der Verwendung von Materialien, einschließlich Abfall, spiegelt sich in der Wirtschaftlichkeit der Maschine wider.
Obwohl der Gigabot X für Haushaltsverhältnisse nicht billig ist - er kostet rund 18.500 US-Dollar -, bietet die Vorabinvestition ein höheres Renditepotenzial. Das Team verwendete drei Fallstudien: ein Skateboarddeck, ein Kajakpaddel mit zwei Flügeln - sowohl in Kinder- als auch in Erwachsenengröße an einem Aluminiumrohr befestigt - und Schneeschuhe.
Pearce und sein Team verglichen mit ihren Sportartikeldrucken die Kosten für Low-End- und High-End-Optionen für im Handel erhältliche Produkte, Drucke mit kommerziellem Filament, Drucke mit kommerziellen Pellets und Drucke mit recyceltem Kunststoff. Diese wurden mit vier Kapazitätsszenarien verglichen: kontinuierliches Drucken, ein neuer Start pro Tag, zwei neue Starts pro Tag und ein Druckvorgang pro Woche. Das gedruckte Kajakpaddel, das aufgrund des Metallrohrs am schwierigsten herzustellen und zu vergleichen war, war finanziell mit dem billigsten Paddel von der Stange vergleichbar. Skateboards und Schneeschuhe waren sowohl einfach herzustellen als auch wesentlich kostengünstiger als kommerzielle Produkte. Der FPF-Druck hat die Wirtschaftlichkeit selbst der billigsten Decks mit handelsüblichen Pellets übertroffen und die Kosten für Kunststoffabfälle gesenkt. Wenn der Gigabot X nur einmal am Tag betrieben wird, könnte er über seine gesamte Lebensdauer Millionen von Dollar an Sportartikeln produzieren.
