pagaie per kayak, scarpe da neve, skateboard. Gli articoli sportivi all'aperto erano un mercato difficile in cui sfondare la stampa 3D, ma la fabbricazione di particelle fuse (FPF) può cambiarlo.

Un team guidato da ingegneri della Michigan Technological University e re:3-D, Inc. ha sviluppato e testato Gigabot X, una stampante 3D FPF industriale open source, che possono utilizzare particelle di plastica di scarto e riformarle in grandi, stampe forti. A causa delle sfide uniche presentate dagli articoli sportivi:dimensioni, durata, specificità:il team ha scelto diversi articoli ispirati alla penisola superiore.

Nel loro nuovo documento, pubblicato in Produzione di additivi , il team spiega come i fab lab, che sono laboratori tecnici e di prototipazione che consentono la fabbricazione digitale personale, e altri centri di stampa 3D come i makerspace, le biblioteche pubbliche o le scuole possono sostenersi economicamente durante la stampa di prodotti ecologici utilizzando FPF. In alcuni casi, il ritorno sull'investimento per un Gigabot X raggiunto sopra 1, 000 percento per l'uso ad alta capacità abbinato a materie prime riciclabili.

"Questo non è un gadget per creare giocattoli per i tuoi bambini; questa è una macchina industriale pensata per rendere reali, grande, prodotti ad alte prestazioni. Con ben più di 1, 000 Fab Lab in tutto il mondo si stanno diffondendo rapidamente e si trasformano in "fab lab verdi" rispettosi dell'ambiente, il Gigabot X potrebbe essere uno strumento utile da aggiungere ai propri servizi così come ad altri makerspace, " disse Joshua Pearce, Richard Witte Docente Professore di Scienza e Ingegneria dei Materiali e professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica. "Certo, per i nostri test abbiamo voluto utilizzare plastica riciclata."

Questo è un segno distintivo del Gigabot X:l'anno scorso uno studio collaborativo di Michigan Tech e re:3-D ha dimostrato che potrebbe essere utilizzato con un'ampia gamma di plastica prelevata dal flusso di rifiuti per continuare a vivere in una nuova vita produttiva. Il sistema si basa su un progetto precedente del MOST Lab, il riciclatore, che produce filamenti di plastica di scarto per stampanti 3D. Il team di Pearce ha studiato a fondo modi migliori per ordinare, setacciare e classificare la plastica per migliorarne la stampabilità 3D. Fusione ed estrusione, però, indebolisce la plastica, può resistere a cinque cicli prima di essere compromesso meccanicamente. La novità di Gigabot X è il processo chiamato fabbricazione di particelle fuse (FPF) o fabbricazione granulare fusa (FGF) che salta la fase di produzione del filamento prima della stampa 3D e consente di risparmiare su un ciclo di fusione. Fondamentalmente, stampa direttamente dai rifiuti triturati. Le dimensioni e la versatilità di Gigabot X nell'utilizzare qualsiasi materiale, compresi gli scarti, si riflettono nell'economia della macchina.

Sebbene non sia economico per gli standard domestici, il Gigabot X costa circa $ 18, 500:l'investimento iniziale ha un potenziale di ritorno maggiore. Il team ha utilizzato tre casi di studio:una tavola da skateboard, pagaia per kayak a doppia pala, sia per bambini che per adulti, montata su un tubo di alluminio, e racchette da neve.

Usando le loro stampe di articoli sportivi, Pearce e il suo team hanno confrontato i costi delle opzioni di fascia bassa e di fascia alta per i prodotti disponibili in commercio, stampe con filamenti commerciali, stampe con pellet commerciali e stampe con plastica riciclata. Li hanno eseguiti su quattro scenari di capacità:stampa continua, un nuovo inizio al giorno, due nuovi avvii al giorno e stampa una volta alla settimana. La pagaia per kayak stampata, che era il più difficile da produrre e confrontare a causa del tubo di metallo, era finanziariamente paragonabile alla pagaia meno costosa in commercio. Skateboard e racchette da neve erano facili da produrre e avevano un costo significativamente inferiore rispetto ai prodotti commerciali. La stampa FPF ha battuto l'economia anche dei ponti più economici utilizzando pellet commerciali e ha ridotto i costi utilizzando la plastica di scarto. Nel corso della loro vita, se operato anche solo una volta al giorno, il Gigabot X potrebbe produrre milioni di dollari di articoli sportivi.

"Una volta che i costi di capitale sono presi in considerazione, che spesso può durare meno di un anno, Le macchine FPF o FGF hanno un enorme potenziale di profitto. Economicamente, hanno assolutamente senso, "ha detto Pearce. "La linea di fondo è che i Gigabot X si ripagano da soli sotto un carico ragionevole e forniscono ritorni sugli investimenti a doppia o tripla cifra nella maggior parte degli scenari. Essenzialmente, se lo usi più di una volta alla settimana, guadagni facilmente."

Per i fab lab verdi e per la fiorente scena dei makerspace in tutto il mondo, il Gigabot X presenta un personalizzabile, fonte aperta, opzione ecologica e divertente per aiutare a sostenere il suo centro di stampa 3D.