Open-Source-Schleifmaschine senkt Kosten für Pellet-3D-Druck
Bei der Verfolgung des DRAM-Ansatzes (Distributed Recycling and Additive Manufacturing) für die Open-Source-Hardware-Entwicklung besteht eine große Herausforderung darin, die hohen Kosten der Komponente für alternative 3D-Drucker, wie z.B. Fused Particle Fabrication (FPF) oder Fused Granular Fabrication (FGF), in den Griff zu bekommen.
Plattformlösungen wie RepRap und Arduino haben es Anwendern und Fachleuten weltweit ermöglicht, auf Produkte oder wissenschaftliche Werkzeuge zuzugreifen oder diese selbst herzustellen, und zwar kostengünstiger und effektiver als kommerzielle Hardwareprodukte. Doch wie Dr. Joshua Pearce von der Michigan Technological University (MTU) in seiner Studie zu diesem Thema feststellt, hinkt offene Hardware dem Erfolg der Open-Software-Gemeinschaft um etwa fünfzehn Jahre hinterher. Es sind Initiativen wie das Open Lab von Dr. Pearce, die dazu beitragen, diese Lücke zu schließen – und in diesem Fall mit offenen Hardware-Lösungen, die FPF und FGF billiger, zugänglicher und effizienter machen, als sie es derzeit sind.
FPF oder FGF sind effektiver als die herkömmliche Fused Filament Fabrication (FFF) für DRAM, da sie rohe Kunststoffgranulate anstelle von Filament für den 3D-Druck nutzen. Die Beschaffung des Granulats ist billiger und auch die Verfügbarkeit ist höher. Kommerzielle 3D-Druck Filamente haben einen Kilo-Preis von ungefähr 20 Dollar, rohe Kunststoffgranulate werden mit 1-5 Dollar pro Kilogramm berechnet.
Aus diesem Grund werden FPF- und FGF-Drucker als eine effektivere Alternative für den DRAM-Ansatz angesehen und bereits von Hochschulen, Maker und Unternehmen eingesetzt. Open-Source 3D-Drucker für die Industrie wie GigabotX kann mit einer Reihe von Materialien von Polymilchsäure (PLA) bis hin zu Polycarbonat (PC) umgehen. FPF/FGF-3D-Drucker sind jedoch teurer, vor allem aufgrund der hohen Kosten der Präzisionskompressionsschnecke im Vergleich zu FFF-Druckern, und kommerziell erhältliche Schnecken sind nicht nur sehr teuer (über $700 für die Filabot-Schnecke), sondern aufgrund ihres geringen Umfangs und ihrer Größe auch in der Handhabung größerer Pellets eingeschränkt.
Hier könnte die Open-Source-Hardware von Dr. Pearce das Problem lösen. Durch die Bereitstellung einer kostengünstigen Open-Source-Schleifmaschine, können Anwender eine Präzisions-Kompressionsschnecke zu geringen Kosten herstellen. Die Nutzer sind auch nicht mehr auf kommerzielle Designs beschränkt und können die Schnecke an ihre Anforderungen in Bezug auf Kanaltiefe, Schneckendurchmesser oder -länge, Steigung, Dicke der Schleifscheibe, Handlichkeit und Materialien (drei Stahlsorten, 1045er Stahl, 1144er Stahl und 416er Edelstahl) anpassen oder optimieren.
Die damit produzierten Kompressionsschnecken sollen das Recycling von Polymerpartikeln/-granulaten für FPF/FGF-Anwender kostengünstiger, effizienter und flexibler machen.
Die Schleifmaschine wird mit einer handelsüblichen Trennschleifmaschine hergestellt. Laut Hersteller sind die Kosten mit 130 Dollar hierfür gering. Zusätzlich werden noch Teile mit einem Desktop-Drucker mit PLA hergestellt und die Sperrholzteile mit einer CNC-Holzoberfräse vorbereitet.
Die Einzelheiten der Arbeit des Labors zu diesem Thema sind in einer aktuellen Studie “Open Source Grinding Machine for Compression Screw Manufacturing” beschrieben.