Een team onder leiding van ingenieurs van de Michigan Technological University en re: 3D, Inc. hebben de Gigabot X ontwikkeld en getest, een open source industriële FPF 3D-printer, die plastic afvaldeeltjes kan gebruiken en deze kan omvormen tot grote, sterke afdrukken. Vanwege de unieke uitdagingen van sportartikelen - maat, duurzaamheid, specificiteit - koos het team verschillende op het Upper Peninsula geïnspireerde items.
In hun nieuwe paper, gepubliceerd in Additive Manufacturing , legt het team uit hoe fablabs, prototypes en technische workshops die persoonlijke digitale fabricage mogelijk maken, en andere 3D-printhubs zoals makerspaces, openbare bibliotheken of scholen zichzelf economisch kunnen onderhouden tijdens het milieuvriendelijk printen producten met behulp van FPF. In sommige gevallen bereikte het rendement op investering voor een Gigabot X meer dan 1.000 procent voor gebruik met hoge capaciteit in combinatie met recyclebare grondstoffen.
"Dit is geen gadget om speelgoed te maken voor uw kinderen, dit is een industriële machine bedoeld om echte, grote, krachtige producten te maken. Met meer dan 1.000 Fab Labs verspreidt de aarde zich snel en verandert in milieuvriendelijke 'green fab labs' , de Gigabot X kan een handig hulpmiddel zijn om toe te voegen aan hun diensten, evenals andere makerspaces, "zei Joshua Pearce, Richard Witte Endowed hoogleraar Materials Science and Engineering en een professor in de afdeling Electrical and Computer Engineering. "Natuurlijk wilden we voor onze testen gerecycled plastic gebruiken."
Dat is een kenmerk van de Gigabot X - vorig jaar toonden een Michigan Tech en re: 3D-collaboratieve studie aan dat het kan worden gebruikt met een breed scala aan kunststoffen die uit de afvalstroom worden geplukt om in een nieuw productief leven te leven. Het systeem is gebaseerd op een eerder ontwerp van het MOST Lab, de recyclebot, die kunststofafvalgietsels voor 3D-printers maakt. Het team van Pearce heeft diep gekeken naar betere manieren om plastic te sorteren, zeven en classificeren om de 3D-afdrukbaarheid te verbeteren. Smelten en extruderen verzwakken echter plastic, het kan vijf cycli weerstaan voordat het mechanisch is aangetast. Wat nieuw is met de Gigabot X is het proces dat fused particle fabrication (FPF) of gefuseerde granulaire fabricage (FGF) wordt genoemd, dat de stap overslaat van het maken van filament voor 3D-printen en bespaart op één smeltcyclus. In feite drukt het rechtstreeks af van versnipperd afval. De grootte en veelzijdigheid van de Gigabot X om materiaal inclusief afval te gebruiken, wordt weerspiegeld in de economie van de machine.
Hoewel de Gigabot X niet goedkoop is volgens de huishoudelijke standaard - ongeveer $ 18.500 - heeft de investering vooraf meer potentieel rendement. Het team gebruikte drie case-studies: een skateboard-deck, een kajakpeddel met dubbele bladen - zowel op maat gemaakt voor kinderen als voor volwassenen - op een aluminium pijp - en sneeuwschoenen.
Met behulp van hun prints van sportartikelen vergeleken Pearce en zijn team de kosten van low-end en high-end opties voor commercieel verkrijgbare producten, prints met commercieel filament, prints met commerciële pellets en prints met gerecycled plastic. Ze voerden deze uit tegen vier capaciteitscenario's: continu printen, één nieuwe start per dag, twee nieuwe starts per dag en één keer per week printen. De bedrukte kajak-peddel, die het lastigst te produceren en te vergelijken was vanwege de metalen buis, was financieel vergelijkbaar met de minst dure standaardplank. Skateboards en sneeuwschoenen waren beide eenvoudig te produceren en beduidend goedkoper dan commerciële producten. FPF-printen verslaat de economie van zelfs de goedkoopste decks met behulp van commerciële pellets en daalde in prijs met behulp van afvalplastic. Tijdens zijn hele levensduur zou de Gigabot X miljoenen dollars aan producten voor sportartikelen kunnen produceren, zelfs als deze maar eenmaal per dag worden gebruikt.
