近日，密歇根理工大学的研究人员研究了使用柔性灯丝3D打印物品的成本。研究人员使用NinjaFlex灯丝3D打印了20个柔性产品，分析了3D打印物品的总体成本和技术可行性。

众所周知，柔性灯丝为3D打印机用户打开了一个机会的世界。一旦面临脆性和易碎3D打印件，制造商现在可以轻松地制作橡胶3D打印件，用于一系列实际应用：机械零件、软把手，甚至是RC车的轮胎。

但是由灵活的3D打印长丝制成的物体是否与其成型的现成的对应物一样好？此外，他们是否值得花费？密西根理工大学的两位研究人员Joshua M. Pearce）和Joshua M. Pearce最近对柔性长丝制成的功能物体的有效性进行了研究。

他们的广泛研究涉及20种常见消费品的3D打印和测试，所有这些都是由柔性材料制成的，可以使用流行的NinjaFlex 3D打印灯丝重新创建。除了看到每个3D打印对象在其指定任务中执行的情况之外，研究人员还试图看到3D打印对象的成本效益，以及将其与现货购买相比哪种更为划算。

Woern和Pearce解释说：“3D打印产品是通过打印时间、电能使用量和长丝消耗量来量化的，以确定使用商业RepRap 3D打印机制造的成本。并对打印零件进行检查，以及在必要时对其有针对性的应用进行测试，以确保技术可行性。”

对于他们的测试，研究人员使用了一个带有FlexyStruder hotend的Lulzbot Mini FDM 3D打印机。这种设备的选择不是因为它是最好的，而是因为它代表了一般非专业消费者的合理投资选择。

对于3D打印消费品，研究人员选择了一系列对象，包括汽车零件、家居用品和少数可穿戴物品和配件。所有这些简单的物体都可以在Lulzbot Mini上200至400微米的层高之间进行打印，并根据其功能性、可打印性（尺寸、形状）和硬度为85肖氏A来匹配所选择的NinjaFlex 3D打印灯丝。

一旦所有这些对象都被3D打印在Lulzbot Mini上，研究人员的首要任务就是评估其质量。幸运的是，对于3D打印机用户来说，密歇根理工大学对他们的发现感到满意，他们报告说，当打印的3D打印对象在相应的应用程序中打印时，它们都具有功能和美学上的可接受性。更重要的是，研究人员发现3D打印这些消费品相关的成本节省是显著的。

Woern和Pearce发现，与“最便宜的商业等效产品”相比，商业柔性灯丝在经济上和在技术上都是可行的，提供了灵活产品的分布式家庭尺寸制造的手段，报告节省了75％的成本。与“高价格产品”相比有92％的份额。基于此，密歇根理工研究人员甚至计算出消费者根据这些发现投资自己的3D打印设备的价值。

研究人员说：“大概160个灵活的物体必须被替代，以恢复打印弹性材料的资本成本。然而，如以前的工作所示，本研究中使用的Lulzbot Mini 3D打印机将提供超过100％的投资回报率，每周从硬质热塑性塑料上打印一个物体。需要提供柔性灯丝功能的[FlexyStruder]升级可以通过37次平均替代灵活打印完成。”Woern和Pearce不满足于现成商品的节省75％和95％，Woern和Pearce也研究了消费者如何回避购买长丝卷轴的成本。

根据全面的3D打印研究，使用颗粒挤出机和TPU颗粒（而不是长丝的卷轴）使用户可以节省高达93％的现成货物-这是一个小的改进，但从长远来看可能是显着的。更重要的是研究人员对再生丝的计算。他们估计，通过使用Recyclebot长丝挤出机处理的回收的TPE长丝，3D打印机用户可以节省成本，比采购现货产品高出99％。从某种程度上来说，也许投资3D打印机和再生长丝挤出机是一个更好的选择。

虽然这个数字令人印象深刻，但Woern和Pearce对他们的发现提出了一些警告。一方面，他们说为柔性灯丝制作的可3D打印设计的作品还比较少，这意味着他们可以尝试3D打印的功能对象数量有限。他们还注意到，本研究中使用的市场价格可能会波动。然而，这些价格变化最终将使3D打印更具成本效益，随着竞争的加剧，3D打印设备和柔性灯丝的价格可能会大幅下降。

研究人员总结道：“这项研究表明，即使处于高价位的纤维丝在经济上也是可行的，并且在技术上可行，提供分布式家用制造柔性产品的手段。”

据了解，他们的研究论文“柔性产品的分布式制造：技术可行性和经济可行性”已在DMPI Technologies上发表。