分布式制造具有灵活的3D打印长丝价值吗?研究员给出答案!

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3D虎 2017-10-31 10:58:19 2382
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近日,密歇根理工大学的研究人员研究了使用柔性灯丝3D打印物品的成本。研究人员使用NinjaFlex灯丝3D打印了20个柔性产品,分析了3D打印物品的总体成本和技术可行性……

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  近日,密歇根理工大学的研究人员研究了使用柔性灯丝3D打印物品的成本。研究人员使用NinjaFlex灯丝3D打印了20个柔性产品,分析了3D打印物品的总体成本和技术可行性。


分布式制造具有灵活的3D打印长丝价值吗?研究员给出答案!


  众所周知,柔性灯丝为3D打印机用户打开了一个机会的世界。一旦面临脆性和易碎3D打印件,制造商现在可以轻松地制作橡胶3D打印件,用于一系列实际应用:机械零件、软把手,甚至是RC车的轮胎。


  但是由灵活的3D打印长丝制成的物体是否与其成型的现成的对应物一样好?此外,他们是否值得花费?密西根理工大学的两位研究人员Joshua M. Pearce)和Joshua M. Pearce最近对柔性长丝制成的功能物体的有效性进行了研究。


  他们的广泛研究涉及20种常见消费品的3D打印和测试,所有这些都是由柔性材料制成的,可以使用流行的NinjaFlex 3D打印灯丝重新创建。除了看到每个3D打印对象在其指定任务中执行的情况之外,研究人员还试图看到3D打印对象的成本效益,以及将其与现货购买相比哪种更为划算。


  Woern和Pearce解释说:“3D打印产品是通过打印时间、电能使用量和长丝消耗量来量化的,以确定使用商业RepRap 3D打印机制造的成本。并对打印零件进行检查,以及在必要时对其有针对性的应用进行测试,以确保技术可行性。”


  对于他们的测试,研究人员使用了一个带有FlexyStruder hotend的Lulzbot Mini FDM 3D打印机。这种设备的选择不是因为它是最好的,而是因为它代表了一般非专业消费者的合理投资选择。


  对于3D打印消费品,研究人员选择了一系列对象,包括汽车零件、家居用品和少数可穿戴物品和配件。所有这些简单的物体都可以在Lulzbot Mini上200至400微米的层高之间进行打印,并根据其功能性、可打印性(尺寸、形状)和硬度为85肖氏A来匹配所选择的NinjaFlex 3D打印灯丝。


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  一旦所有这些对象都被3D打印在Lulzbot Mini上,研究人员的首要任务就是评估其质量。幸运的是,对于3D打印机用户来说,密歇根理工大学对他们的发现感到满意,他们报告说,当打印的3D打印对象在相应的应用程序中打印时,它们都具有功能和美学上的可接受性。


  更重要的是,研究人员发现3D打印这些消费品相关的成本节省是显著的。


  Woern和Pearce发现,与“最便宜的商业等效产品”相比,商业柔性灯丝在经济上和在技术上都是可行的,提供了灵活产品的分布式家庭尺寸制造的手段,报告节省了75%的成本。与“高价格产品”相比有92%的份额。


  基于此,密歇根理工研究人员甚至计算出消费者根据这些发现投资自己的3D打印设备的价值。


  研究人员说:“大概160个灵活的物体必须被替代,以恢复打印弹性材料的资本成本。然而,如以前的工作所示,本研究中使用的Lulzbot Mini 3D打印机将提供超过100%的投资回报率,每周从硬质热塑性塑料上打印一个物体。需要提供柔性灯丝功能的[FlexyStruder]升级可以通过37次平均替代灵活打印完成。”Woern和Pearce不满足于现成商品的节省75%和95%,Woern和Pearce也研究了消费者如何回避购买长丝卷轴的成本。


  根据全面的3D打印研究,使用颗粒挤出机和TPU颗粒(而不是长丝的卷轴)使用户可以节省高达93%的现成货物-这是一个小的改进,但从长远来看可能是显着的。


分布式制造具有灵活的3D打印长丝价值吗?研究员给出答案!


  更重要的是研究人员对再生丝的计算。他们估计,通过使用Recyclebot长丝挤出机处理的回收的TPE长丝,3D打印机用户可以节省成本,比采购现货产品高出99%。从某种程度上来说,也许投资3D打印机和再生长丝挤出机是一个更好的选择。


  虽然这个数字令人印象深刻,但Woern和Pearce对他们的发现提出了一些警告。一方面,他们说为柔性灯丝制作的可3D打印设计的作品还比较少,这意味着他们可以尝试3D打印的功能对象数量有限。


  他们还注意到,本研究中使用的市场价格可能会波动。然而,这些价格变化最终将使3D打印更具成本效益,随着竞争的加剧,3D打印设备和柔性灯丝的价格可能会大幅下降。


  研究人员总结道:“这项研究表明,即使处于高价位的纤维丝在经济上也是可行的,并且在技术上可行,提供分布式家用制造柔性产品的手段。”


  据3D虎了解,他们的研究论文“柔性产品的分布式制造:技术可行性和经济可行性”已在DMPI Technologies上发表。


  延伸阅读:《南澳大利亚政府斥资140万澳元,建立3D打印应用研究网络!

(来源:3D虎) 关键词: 3D打印件 3D打印 3D打印技术
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