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開(kāi)源PEKK、PEI 高溫3D打印機(jī),零件成本1000美元

魔猴君  魔猴動(dòng)態(tài)   1458天前

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點(diǎn)擊了解:可直接用于注塑模具的3D打印材料之比較

2020年10月23日,密歇根理工大學(xué)Joshua Pearce教授的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了一種開(kāi)源的3D打印機(jī),能夠用聚醚醚酮(PEKK)和聚醚酰亞胺(PEI,ULTEM)等高溫塑料進(jìn)行打印。而且,這套系統(tǒng)的零件成本不到1000美元,這個(gè)項(xiàng)目的成果發(fā)表在《HardwareX》上。

魔猴3D打印PEK材料

為了解決COVID-19病毒流行帶來(lái)的供應(yīng)短缺問(wèn)題,不同的個(gè)人和企業(yè)開(kāi)始3D打印物資,特別是個(gè)人防護(hù)裝備(PPE),如面罩支架和面罩。這些物品通常被認(rèn)為適合一次使用,但通過(guò)適當(dāng)?shù)娜ノ劭梢灾貜?fù)使用。在某些情況下,熱水、肥皂水就足夠了,但3D打印部件具有多孔性,微生物可能會(huì)進(jìn)入這些設(shè)備的隱形縫隙,使其成為潛在的疾病載體。高溫滅菌是唯一方法。

PEKK和PEI因?yàn)榫哂懈邚?qiáng)度和耐高溫等特性而在增材制造行業(yè)中廣為人知。3D打印PEI已經(jīng)獲得飛機(jī)使用認(rèn)證的事實(shí),使得這些材料成為3D打印工程級(jí)零件的理想材料,適用于航空航天、汽車(chē)和醫(yī)療等要求嚴(yán)格的行業(yè)。最開(kāi)始,能夠用這種聚合物的3D打印機(jī)只有Stratasys公司,設(shè)備的價(jià)格超過(guò)10萬(wàn)美元。最近幾年,3DGence、Roboze、3ntr等公司的機(jī)器已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng),它們的價(jià)格明顯低于Stratasys,但仍在5000美元到10萬(wàn)美元之間。INTAMSYS(遠(yuǎn)鑄智能)公司的FUNMAT HT可能是價(jià)格最低的,在6000美元的范圍內(nèi)。

顯然,很多愛(ài)好者無(wú)法承受這樣的價(jià)格,更不用說(shuō)第三世界國(guó)家的工程師和小公司了。因此,如果在緊急情況下需要合適的部件,比如正在進(jìn)行的COVID-19大流行,就需要一個(gè)更便宜的解決方案。密歇根理工學(xué)院Pearce教授的開(kāi)放可持續(xù)技術(shù)(MOST)實(shí)驗(yàn)室,設(shè)計(jì)的Cerebus打印機(jī)可以打印PEKK、PEI和其他高溫塑料的所有功能。

△Cerebus 3D打印機(jī),圖片由HardwareX提供

Cerebus具有三個(gè)能夠達(dá)500°C的E3D熱端,以及一個(gè)能夠達(dá)到200°C的加熱床(也來(lái)自E3D),一個(gè)帶有1kw加熱器的加熱室,以及用于快速啟動(dòng)3D打印的電源。以至于支持PEKK和PEI,這兩種材料的強(qiáng)度分別為77.5和80.5MPa。為了證明這種可能性,實(shí)驗(yàn)室3D打印了由PEKK制成的開(kāi)源面罩。然后將面罩放入120℃的烤箱中進(jìn)行30分鐘的滅菌測(cè)試。面罩沒(méi)有變形,作者指出,可以對(duì)面罩進(jìn)行退火處理,以提高延展性,降低硬度。

△在Cerebus上3D打印的PEKK面罩,圖片由HardwareX提供

論文的作者表示:Cerebus還可以做進(jìn)一步的改進(jìn)。他們指出,機(jī)器中的工具很難拆除或更換,而且對(duì)于某些材料,包括碳纖維填充絲材,需要更短的擠出路徑。他們還提議使用雙驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)。最后,他們指出,如果將打印機(jī)設(shè)計(jì)成使用顆粒而不是絲材,可以降低原料成本。這樣也可以更容易地使用回收材料進(jìn)行打印,因?yàn)榛厥账芰系乃槠恍枰谑褂们叭刍⒅瞥山z材。

隨著Cerebus的出現(xiàn),我們甚至可能會(huì)看到一些公司將會(huì)銷(xiāo)售更實(shí)惠的PEKK打印機(jī)器。


   
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