開源PEKK、PEI 高溫3D打印機,零件成本1000美元
魔猴君 魔猴動態(tài) 1464天前
點擊了解: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Joshua Pearce教授的實驗室開發(fā)出了一種開源的3D打印機,能夠用聚醚醚酮(PEKK)和聚醚酰亞胺(PEI,ULTEM)等高溫塑料進行打印。而且,這套系統(tǒng)的零件成本不到1000美元,這個項目的成果發(fā)表在《HardwareX》上。
魔猴3D打印PEK材料
為了解決COVID-19病毒流行帶來的供應短缺問題,不同的個人和企業(yè)開始3D打印物資,特別是個人防護裝備(PPE),如面罩支架和面罩。這些物品通常被認為適合一次使用,但通過適當?shù)娜ノ劭梢灾貜褪褂?。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,微生物可能會進入這些設備的隱形縫隙,使其成為潛在的疾病載體。高溫滅菌是唯一方法。
PEKK和PEI因為具有高強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)獲得飛機使用認證的事實,使得這些材料成為3D打印工程級零件的理想材料,適用于航空航天、汽車和醫(yī)療等要求嚴格的行業(yè)。最開始,能夠用這種聚合物的3D打印機只有Stratasys公司,設備的價格超過10萬美元。最近幾年,3DGence、Roboze、3ntr等公司的機器已經(jīng)進入市場,它們的價格明顯低于Stratasys,但仍在5000美元到10萬美元之間。INTAMSYS(遠鑄智能)公司的FUNMAT HT可能是價格最低的,在6000美元的范圍內(nèi)。
顯然,很多愛好者無法承受這樣的價格,更不用說第三世界國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,比如正在進行的COVID-19大流行,就需要一個更便宜的解決方案。密歇根理工學院Pearce教授的開放可持續(xù)技術(shù)(MOST)實驗室,設計的Cerebus打印機可以打印PEKK、PEI和其他高溫塑料的所有功能。
△Cerebus 3D打印機,圖片由HardwareX提供
Cerebus具有三個能夠達500°C的E3D熱端,以及一個能夠達到200°C的加熱床(也來自E3D),一個帶有1kw加熱器的加熱室,以及用于快速啟動3D打印的電源。以至于支持PEKK和PEI,這兩種材料的強度分別為77.5和80.5MPa。為了證明這種可能性,實驗室3D打印了由PEKK制成的開源面罩。然后將面罩放入120℃的烤箱中進行30分鐘的滅菌測試。面罩沒有變形,作者指出,可以對面罩進行退火處理,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還可以做進一步的改進。他們指出,機器中的工具很難拆除或更換,而且對于某些材料,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)動擠出機。最后,他們指出,如果將打印機設計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行打印,因為回收塑料的碎片不需要在使用前熔化并制成絲材。
隨著Cerebus的出現(xiàn),我們甚至可能會看到一些公司將會銷售更實惠的PEKK打印機器。