Pagaies de kayak, raquettes à neige, planches à roulettes. Les articles de sport de plein air étaient autrefois un marché difficile pour l'impression 3D, mais la fabrication de particules fusionnées (FPF) peut changer cela.

Une équipe dirigée par des ingénieurs de la Michigan Technological University et de re:3-D, Inc. a développé et testé le Gigabot X, une imprimante 3D FPF industrielle open source, qui peut utiliser des déchets de particules de plastique et les reformer en gros, impressions fortes. En raison des défis uniques présentés par les articles de sport—taille, durabilité, spécificité :l'équipe a choisi plusieurs articles inspirés de la péninsule supérieure.

Dans leur nouveau papier, Publié dans La fabrication additive , l'équipe explique comment les fab labs, qui sont des ateliers de prototypage et techniques qui permettent la fabrication numérique personnelle, et d'autres pôles d'impression 3D comme les makerspaces, les bibliothèques publiques ou les écoles peuvent se maintenir économiquement tout en imprimant des produits respectueux de l'environnement à l'aide de FPF. Dans certains cas, le retour sur investissement pour un Gigabot X atteint supérieur à 1, 000 pour cent pour une utilisation à haute capacité associée à une matière première recyclable.

"Ce n'est pas un gadget pour fabriquer des jouets pour vos enfants; c'est une machine industrielle destinée à rendre réel, grand, produits performants. Avec bien plus de 1, 000 Fab Labs dans le monde se répandent rapidement et se transforment en « fab labs verts », respectueux de l'environnement, le Gigabot X pourrait être un outil utile à ajouter à leurs services ainsi qu'à d'autres makerspaces, " dit Joshua Pearce, Richard Witte Professeur titulaire de science et génie des matériaux et professeur au Département de génie électrique et informatique. "Bien sûr, pour nos tests, nous voulions utiliser du plastique recyclé."

C'est une caractéristique du Gigabot X. L'année dernière, une étude collaborative Michigan Tech et re:3-D a montré qu'il pouvait être utilisé avec une large gamme de plastiques extraits du flux de déchets pour vivre dans une nouvelle vie productive. Le système est basé sur une conception précédente du MOST Lab, le recyclebot, qui fabrique des déchets de filaments plastiques pour les imprimantes 3D. L'équipe de Pearce a étudié en profondeur de meilleures façons de trier, tamiser et classer le plastique pour améliorer son imprimabilité en 3D. Fusion et extrusion, cependant, affaiblit le plastique, il peut supporter cinq cycles avant d'être mécaniquement compromis. La nouveauté du Gigabot X est le processus appelé fabrication de particules fondues (FPF) ou fabrication de granulés fondus (FGF) qui saute l'étape de fabrication du filament avant l'impression 3D et permet d'économiser sur un cycle de fusion. Essentiellement, il imprime directement à partir de déchets déchiquetés. La taille et la polyvalence du Gigabot X pour utiliser n'importe quel matériau, y compris les déchets, se reflètent dans l'économie de la machine.

Bien qu'il ne soit pas bon marché selon les normes des ménages, le Gigabot X coûte environ 18 $, 500 :l'investissement initial a un potentiel de retour plus important. L'équipe a utilisé trois études de cas :une planche à roulettes, pagaie de kayak à double pales, de taille enfant et adulte montée sur un tuyau en aluminium, et raquettes à neige.

En utilisant leurs imprimés d'articles de sport, Pearce et son équipe ont comparé les coûts des options bas de gamme et haut de gamme pour les produits disponibles dans le commerce, impressions avec filament commercial, impressions avec des pastilles commerciales et impressions avec du plastique recyclé. Ils les ont exécutés dans quatre scénarios de capacité :impression continue, un nouveau départ par jour, deux nouveaux démarrages par jour et impression une fois par semaine. La pagaie de kayak imprimée, qui était la plus délicate à produire et à comparer à cause du tube métallique, était financièrement comparable à la pagaie la moins chère du commerce. Les planches à roulettes et les raquettes étaient à la fois faciles à produire et nettement moins chères que les produits commerciaux. L'impression FPF a battu l'économie même des ponts les moins chers utilisant des granulés commerciaux et a réduit les coûts en utilisant des déchets plastiques. Au cours de leur vie, s'il est utilisé ne serait-ce qu'une fois par jour, le Gigabot X pourrait produire des millions de dollars d'articles de sport.

« Une fois les coûts d'investissement pris en charge, qui peut souvent être inférieure à un an, Les machines FPF ou FGF ont un énorme potentiel de profit. Économiquement, ils ont tout à fait du sens, " a déclaré Pearce. " L'essentiel est que les Gigabot X se rentabilisent sous une charge raisonnable et offrent des retours sur investissement à deux ou trois chiffres dans la plupart des scénarios. Essentiellement, si vous l'utilisez plus d'une fois par semaine, vous gagnez de l'argent facilement."

Pour les fab labs verts ainsi que pour la scène makerspace en plein essor dans le monde, le Gigabot X présente un personnalisable, Open source, option écologique et amusante pour aider à pérenniser son centre d'impression 3D.