怎么使用开源磨床降低颗粒3D打印成本？

在采用分布式回收和增材制造（DRAM）方法进行开源硬件开发时，一项重大挑战在于解决替代3D打印机（如熔融颗粒制造（FPF）或熔融颗粒制造）的压缩螺杆组件的高成本问题（FGF）。

诸如RepRap和Arduino之类的平台解决方案已使全球用户和专业人员能够以比商业硬件产品更便宜，更有效的方式自己访问或制造产品或科学工具。然而，正如密歇根理工大学（MTU）的约书亚·皮尔斯（JoshuaPearce）博士在他对该主题的研究中指出的那样，开放硬件在开放软件社区的成功方面落后了十五年。正是Pearce博士的开放实验室之类的计划正在帮助弥合这一差距，在这种情况下，开放式硬件解决方案使FPF和FGF比目前的价格更便宜，更易访问且更高效。在最近的一项研究“用于压缩螺杆制造的开源磨床”中描述了实验室在该主题上的工作细节。

FPF或FGF比传统的DRAM熔丝制造法（FFF）更有效，因为它们使用的原料塑料颗粒或颗粒比3D打印对象更容易获得且更便宜，而不是用细丝代替。尽管已证明使用各种废旧聚合物生产长丝要便宜得多并且在技术上可行，但是使用开源废塑料挤出机（或回收机器人），该工艺会随着时间的流逝降低长丝材料的机械性能，并限制其可回收性。此外，商业3D打印灯丝比定价为每公斤1，5美元的原始塑料颗粒更昂贵，每公斤20美元。

这就是为什么FPF和FGF打印机被视为DRAM方法更有效的替代方法，并且已被学术界，制造商社区和企业所使用，后者的最好的例子是GigabotX，这是一种开源工业3D打印机。使用从聚乳酸（PLA）到聚碳酸酯（PC）的各种材料。但是，FPF/FGF3D打印机更昂贵，主要是因为精密压缩螺钉的成本比FFF打印机高，而且市售螺钉不仅非常昂贵（filabot螺钉的价格超过700美元），而且操作受限较大的颗粒（由于其较小的尺寸和大小）。

皮尔斯博士的开放源代码硬件正是在这里解决了这个问题：通过提供低成本的开放源代码研磨机，FPF/FGF的用户可以以大约棒料成本的价格制造精密压缩螺钉。用户将不再局限于商业设计，并且将能够根据通道深度，螺钉直径或长度，螺距，磨盘厚度，手感和材料（三种类型的钢）定制或优化螺钉以适应他们的要求。，1045钢，1144钢和416不锈钢）。

这些压缩螺钉将使回收的聚合物颗粒/颗粒对于FPF/FGF用户而言更便宜，更高效且更具灵活性，从而在推动循环经济的同时增强了DRAM的外壳。

该磨床是使用现成的截止磨床制造的（成本约为130美元，理想情况下仅适用于钢或不锈钢），零件成本低于155美元。它被归类为外径外圆磨床。所有3D打印零件都可以使用PLA使用任何台式打印机制作（在本例中为LulzbotTaz6），而胶合板零件则使用CNC木刻机进行制备。

长期以来，Pearce博士一直倡导为学生，企业特别是科学家和研究人员提供开源，分布式制造和DIY解决方案。为了帮助加速创新，增强依赖昂贵商业设备和供应链或受其限制的科学家和用户的能力，并降低科学工具的成本，Pearce博士以其开源软件或硬件解决方案和计划引领了这一潮流。他帮助开发了Recyclbot，呼吸器，呼吸机，专用3D打印机，科学或医疗设备组件等。

在其他工作中，他还致力于展示DIY3D打印如何影响玩具和游戏市场（将简单和复杂的玩具或游戏的成本降低40，90％），如何开发开源的，可负担的金属3D打印解决方案使用GMAW以及3D打印插槽压铸零件，仅需几美分，费用为数千美元。他还是《开放源实验室：如何构建自己的硬件并降低研究成本》的研究人员，并在MTU开设了著名的增材制造开放源入门课程。

最新的作品显示了他的实验室将使制造技术变得可访问的程度，甚至降低到FPF/FGF3D打印所需的压缩螺钉。