密歇根科技大学研发出可3D打印的聚合物造粒切碎机

3D打印领域又有新突破啦!日前,密歇根科技大学的研究人员研发出了可3D打印的聚合物造粒切碎机。该切碎机可将3D打印线材切成用于熔融颗粒制造(FGF)3D打印机的颗粒,也可再次挤出为新的卷轴线材,用于标准熔融沉积成型(FDM) 3D打印机。

熟悉FGF的人都知道,FGF的一大特点是原材料成本低,因为它利用的颗粒塑料比卷轴线材便宜的多。研究人员在论文中指出,“商用线材的加价超过基础商用聚合物,但是商用线材的成本确是颗粒塑料原料的5到10倍”。鉴于此,研究人员发明了专门将卷轴线材(具有大标记的那种)转化为颗粒,这样便可以较便宜的价格直接购买颗粒塑料。

该切碎机的特色之处在于可以经济便利地小规模生产定制混合聚合物。由于大多数零部件都是3D打印的,制造切碎机的原料价格仅185美元。这也意味着任何有线材挤出机的制造者都可以利用卷轴线材自行制造混合线材。虽然大部分聚合物材料都可以采购颗粒形式的,但有了切碎机制造者可以将特定的混合线材制成颗粒,然后与其他特定或原始聚合物混合。

研究人员表示颗粒大小可以通过调整发动机的RPMs进行控制,并且可以同时将两种或多种线材制成颗粒,这对于设置专门的颗粒混合比例非常有帮助。切碎机配有两个发动机,每小时产量1KG。研究人员测试了几种塑料材料,包括PLA,ABS,咖啡填充的PLA,PP,PETg和NinjaFlex,并且由于其灵活性,只有NinjaFlex不起作用。

在第一次挤出循环期间,热塑性塑料的机械性能降低了10%,因此塑料只能循环几次,尽管在混合物中加入一些原始颗粒物有助于保持机械性能。粗略切碎的再生塑料挤出制成线材后也可以制成颗粒,然后通过再次挤出提高线材的质量。研究人员希望该技术可用于将更多废弃木材纳入生物聚合物复合材料中。