Kajakpaddlar, Snöskor, skateboards. Friluftssportartiklar var tidigare en tuff marknad för 3-D-utskrift att bryta sig in i, men tillverkning av smält partikel (FPF) kan ändra det.

Ett team som leds av ingenjörer från Michigan Technological University och re:3-D, Inc. utvecklade och testade Gigabot X, en industriell FPF 3D-skrivare med öppen källkod, som kan använda plastpartiklar och omforma det till stora, starka tryck. På grund av de unika utmaningarna med sportartiklar - storlek, varaktighet, specificitet-laget valde flera Upper Peninsula-inspirerade objekt.

I deras nya tidning, publicerad i Additiv tillverkning , teamet beskriver hur fantastiska laboratorier, som är prototyper och tekniska workshops som tillåter personlig digital tillverkning, och andra 3D-utskriftshubbar som makerspaces, offentliga bibliotek eller skolor kan ekonomiskt försörja sig medan de skriver ut miljövänliga produkter med FPF. I vissa fall, avkastningen på investeringen för en Gigabot X nådde över 1, 000 procent för användning med hög kapacitet i kombination med återvinningsbart råmaterial.

"Det här är inte en pryl för att göra leksaker till dina barn; det här är en industrimaskin som är avsedd att göra verklig, stor, högpresterande produkter. Med långt över 1, 000 Fab Labs världen över sprider sig snabbt och förvandlas till miljövänliga 'green fab labs', Gigabot X kan vara ett användbart verktyg för att lägga till sina tjänster såväl som andra makerspaces, "sa Joshua Pearce, Richard Witte begåvade professor i materialvetenskap och teknik och professor vid institutionen för el- och datateknik. "Självklart, för vår testning ville vi använda återvunnen plast. "

Det är ett kännetecken för Gigabot X-förra året visade en Michigan Tech and re:3-D-samarbetsstudie att den kan användas med ett brett utbud av plast som plockats från avfallsströmmen för att leva vidare i ett nytt produktivt liv. Systemet är baserat på en tidigare design från MOST Lab, återvinningsbotten, som tillverkar plastfilament för 3D-skrivare. Pearces team har tittat djupt på bättre sätt att sortera, sikta och klassificera plast för att förbättra dess 3D-utskrivbarhet. Smältning och extrudering, dock, försvagar plasten, den tål fem cykler innan den mekaniskt äventyras. Vad som är nytt med Gigabot X är processen som kallas fused particle fabrication (FPF) eller fused granular fabrication (FGF) som hoppar över steget att göra filament innan 3D-utskrift och sparar på en smältcykel. I grund och botten, det skriver ut direkt från strimlat avfall. Gigabot X:s storlek och mångsidighet att använda allt material inklusive avfall återspeglas i maskinens ekonomi.

Även om det inte är billigt enligt hushållsstandard - kostar Gigabot X cirka 18 dollar, 500 — investeringen i förskott har större potentiell avkastning. Teamet använde tre fallstudier:ett skateboarddäck, kajakpaddel med två blad-både barnstorlek och vuxenstorlek monterad på ett aluminiumrör-och snöskor.

Med sina sportartiklar, Pearce och hans team jämförde kostnaderna för low-end och high-end alternativ för kommersiellt tillgängliga produkter, utskrifter med kommersiella filament, tryck med kommersiella pellets och tryck med återvunnen plast. De körde dessa mot fyra kapacitetsscenarier:kontinuerlig utskrift, en ny start om dagen, två nya starter om dagen och utskrift en gång i veckan. Den tryckta kajakpaddeln, vilket var det svåraste att producera och jämföra på grund av metallröret, var ekonomiskt jämförbar med den billigaste paddeln. Skateboards och snöskor var både lätta att producera och betydligt billigare än kommersiella produkter. FPF -tryckning slog ekonomin för även de billigaste däcken med kommersiella pellets och sjönk i kostnad med plast. Under deras livstid, om den bara används en gång om dagen, Gigabot X kan producera miljontals dollar av sportartiklar.

"När kapitalkostnaderna har tagits hand om, som ofta kan vara mindre än ett år, FPF- eller FGF -maskiner har en enorm potential att göra vinst. Ekonomiskt, de är helt vettiga, "sa Pearce." Slutsatsen är att Gigabot Xs betalar för sig själva under en rimlig belastning och ger dubbel- eller tresiffrig avkastning på investeringen i de flesta scenarier. Väsentligen, om du använder det mer än en gång i veckan tjänar du enkelt pengar. "

För gröna fab -laboratorier och den växande makerspace -scenen runt om i världen, Gigabot X presenterar en anpassningsbar, öppen källa, miljövänligt och roligt alternativ för att upprätthålla sitt 3D-utskriftscenter.