Pearce最新开源3D打印机低价处理PEKK、PEI

在努力解决，除其他事项外，印刷3D需要消毒的个人防护设备进行打COVID-19实验室密歇根理工大学的约书亚·皮尔斯教授已经开发出能够与高打印的开源3D打印机高温塑料，例如聚醚酮酮（PEKK）和聚醚酰亚胺（PEI，ULTEM）。所得的熔丝制造（FFF）3D打印机不仅可以用这些材料进行打印，这对于高性能零件的3D打印是必需的，而且该系统的零件成本不到1,000美元。该项目的结果已在HardwareX中发布。

为了解决大流行时的供应短缺问题，各种各样的个人和企业开始使用3D打印耗材，尤其是个人防护设备（PPE），例如面罩支架和面罩。这些物品通常被认为适合一种用途，但可以通过适当的净化来延长其使用寿命。虽然在某些情况下可以用肥皂水加热，但3D打印部件的多孔性质表明微生物可能会进入这些设备的隐形缝隙，从而使其成为潜在的疾病携带者。对其进行完全消毒的唯一方法是将其暴露在足够热的温度下。

PEKK和PEI在AM行业中以其高强度和耐高温性而著称。这以及3D打印的PEI已通过认证可用于飞机的事实，使得这些材料非常适合航空航天，汽车和医疗等苛刻行业的3D打印工程级零件。

直到过去几年，Stratasys才制造出仅有的能够使用这种聚合物进行打印的3D打印机，其价格超过10万美元。最近，诸如3DGence，Roboze，3ntr之类的机器涌入市场，尽管它们大大削弱了品牌竞争者，但它们的价格在5,000美元至100,000美元之间。在从INTAMSYS FUNMAT HT可能是最便宜的，在$ 6000名范围（我们最近发表的一个购买指南，以工业级聚合物的3D打印机。）

显然，如此高的价格是许多业余爱好者无法承受的，更不用说第三世界国家的工程师和较小的公司了。因此，如果在紧急情况下需要合适的零件，例如正在进行的COVID-19大流行，则需要一种更实惠的解决方案。进入皮尔斯教授的密歇根州技术开放性可持续发展技术（MOST）实验室。实验室将其Cerebus打印机设计为具有制造PEKK，PEI和其他高温塑料制成的零件的所有功能。

Cerebus具有三个可达到500°C的E3D热端，一个200°C的加热床（同样来自E3D），一个带1 kW空间加热器芯的隔离加热室，一个电源电压室和一个床加热，用于快速启动3D打印。所有这些功能使该设备能够分别以77.5和80.5 MPa的强度打印PEKK和PEI。

为了演示这种可能性，实验室用3D打印的PEKK制造的开源口罩。然后将面罩放在120℃的烤箱中30分钟以测试灭菌效果。面罩没有翘曲，作者指出可以对面罩进行退火处理，以提高其延展性并降低其硬度。

该研究的作者说，可以对Cerebus进行进一步的改进。他们指出，机器中的工具难以拆卸或更换，并且对于某些材料，包括填充碳纤维的长丝，需要较短的挤压路径。他们还提倡将双驱动挤出机齿轮用于上述材料。最后，他们指出，如果将打印机设计为使用颗粒代替细丝，则可以降低原料成本。这也将使回收材料的印刷更加容易，因为在使用之前不需要将回收塑料碎片熔化并制成长丝。

与往常一样，Pearce教授和他的实验室因其不断降低成本并增加各种技术的可及性而受到热烈的掌声。正如Pearce敦促采用新的知识产权（IP）范式以使人们在大流行期间更容易制造必需的医疗设备一样，他的实验室也使任何能够获得必要用品的人都能够构建能够进行3D打印可灭菌PPE的系统。

随着Cerebus的问世，我们甚至可能看到一些公司试图出售价格更实惠的PEKK印刷机。在Pearce的实验室以不到2,000美元的价格创建了一个开源系统之后，虽然我们还没有看到低成本的电弧金属3D打印机浪潮。