圖 1:Dremelfuge

全標題:開源適當技術的 3D 列印促進自主永續發展

3D列印機的技術發展、廣泛的網路存取和廉價的運算使開放式設計成為一種能夠加速自主永續發展的新手段。這項研究批判性地研究了開源 3D 列印機(例如RepRapFab@home)如何支援使用公共領域的設計來製造開源適用技術(OSAT),這些技術可以利用現成的資源輕鬆且經濟地製造當地社區以滿足他們的需求。回顧了開源 3D 列印機的當前功能,並為技術上可行且經濟上可行的 OSAT 提出了新的分類方案。然後,概述了量化列印零件特性的方法和研究軌跡,以擴展現有技術以提供完整的村級 OSAT 製造。最後,得出了關於開源 3D 列印機協助推動永續發展的潛力的結論。

使用開源 3D 列印機製作 AT

已經有許多開源3D列印機,例如Rep Rap開發的。該計畫的基本理念是利用它們作為工具在該領域創建OSAT ,以幫助實現永續發展的目標。3D 列印機的價格正在迅速下降[1]

DremelFuge [2] (圖 1)是如何使用這些 3D 列印機來實現這些目標的一個例子,它是科學家的開源工具。[3] Dremelfuge 是由愛爾蘭Cathal Garvey開發的出色的開源硬體專案。DremelFuge 是一款可列印轉子,用於對標準微量離心管和小量製備柱進行離心。它比標準離心機便宜至少 10 倍,可供現場工作人員進行血液測試等操作,也可供DIY 生物學家和教育工作者使用。它需要行業標準 1.5ml/2ml Eppendorf/微量離心管。

  • 與轉速為 3000 RPM 的鑽頭一起使用,Dremelfuge 將提供超過 400 克的重量,足以舒適地旋轉 Miniprep 樣品(經過個人驗證)。它也可能以較低的速度達到可接受的結果。
  • 例如,在旋轉工具上以 10krpm 的速度使用時,Dremelfuge 應提供超過 4400g 的重量,足以旋轉細菌細胞。
  • 在 16krpm 的轉速下,Dremelfuge 可與商用離心機相媲美。
  • 在 Dremel 300 上,33krpm 的最大速度相當於地球重力的 50,000 倍以上,這使其進入所謂的「超離心機」領域。最新版本(由 Shapeways 印刷)已成功地以此速度紡管。

3DP 發展地圖

Tech for Trade 有一張精美的地圖,列出了世界各地從事 3D 列印開發工作的主要團體 - http://web.archive.org/web/20160913214444/http://techfortrade.org/our-initiatives/3d4d -challenge /

計算OSAT開發的價值

例子

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3D 列印與開發簡介 - Tech-for-Trade
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「我們買不到,所以我們可以製造它」透過本地製造徹底改變人道主義援助——變革工程

有關數百個範例,請參閱:

有關相對最新的範例列表,請參閱此OSAT 集合或此開源科學硬體集合。也可以將電子廢棄物回收到更多的RepRaps中,請參閱[2]

  1. 手持式玉米脫粒機
  2. 客製化義肢
  3. 太陽能水巴氏殺菌歧管、吸收器
  4. 閥門
  5. 水輪

工具

活力

藥物

並非不可能在實驗室使用 3D 列印機製作假手原型
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農業

3D 可列印 OSAT 設計

在新聞中

動手搜尋- 雅虎日本幫助盲童
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未來的工作

當與開源適當技術(OSAT) 社群結合時,使用者自己的設計、創新和發明經驗通常可以透過開放的互聯網協定(例如Appropedia等適當技術維基)向公眾提供。因此,這些開源技術進步有可能刺激傳統駭客禮品文化的良性循環。那些擁有最好的設計並免費向國際社會提供的人將獲得聲望並在全球創新界建立聲譽,就像學術界精心培養他們的 h 指數一樣。該項目概述了改善當地原料可用性、尺寸和材料特性的研究軌跡,以擴展現有技術以提供完全的村級製造獨立性。最後,開源 3D 列印將被評估為一種顛覆性技術,透過開放、點對點、本地自力更生的聯盟來挑戰傳統的封閉、自上而下、企業和殖民地的發展形式,從現有資源中提供豐富的資源。

與項目相關的連結

也可以看看

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OSE參觀MOST實驗室1

支援材料:分類與範例

OSAT 的技術限制目前可以列印

可行的材料

目前無法列印

可行的材料

適合現有的印表機床完整項目:水系統閥門(Madungwe & Sakuringwa,2007);氣密塑膠防水容器(Mtaita,2003);沉澱水過濾器的連接和安裝部件(Hazeltine,2003 年);用於教育目的的概念可塑性模型(Lipson,2007);AT 物品的保護套,例如 BogoLight(Pilloton,2009 年);符合人體工學的物體把手(Ergon,2010);窗框組件,如鎖或滑動軌道(Hazeltine,2003)(Mtaita 2003;Slesin & De Chabaneix,1986);具有多種用途的框架組件,例如醫院設備(英國, 1979)。


組件:水泵(CATRL,1984;Forst,2003a;2003b;Fraenkel,1986;Inversin,1977;Pilloton,2009;Sharp & Graham,1982;Tschannerl & Bryan,1984);太陽能熱水器(Batidzirai 等人,2009 年)(Hurst,1990 年);太陽能巴斯德消毒、蒸餾和海水淡化(Alward,1970;Buros,2000;Denkenberger 和 Pearce,2006;Khanna、Rathore 和 Sharma,2008;Pearce 和 Denkenberger,2006);醫療器械,例如夾板和支架(Bach 等人,2004 年);沼氣收割機(Forst,2001);廚房用具(Taiwo,2001)。

完整項目:工業用機械部件、自行車、家用或農業設備,包括扳手、錘子和鏟子等工具(Branch,1978;DeCristoforo,1977;Hurt,1985;Weygers,1973)、用於生產的特定任務工具(Clegg ,1988),以及一般機械零件,例如簡單齒輪和軸承(SchoolsCouncil Project Technology,1985)


組件:輪椅(Pearlman,2006;Kim & Mulholland,1999);熔爐;燃料壓塊機(Dahlman & Forst,2000);研磨機、播種機和其他農業設備(國際稻米研究所,1985);爐架(Brattle & Irving,1986);電氣開關、電線和保險絲。

不適合現有的印表機床太陽能脫水器(Dahlman & Forst,2001;Forst,2002;Valdez & Valdez,1977);混凝土模具,用於各種物品,例如雨水收集器(Pacey&Cullis,1986);環境和社會可持續的家庭建築物品(Abidin,2010;Wekesa,Steyn,&Otieno,2010);窗戶的屏蔽百葉窗(Slesin & De Chabaneix,1986);門窗(卡恩,1973);太陽能蒸餾器平台;風泵(Mann,1979) 電氣設備大蓋(Phipps,1983)鎖定海水淡化壓力鍋(Buros,2000);爐子和爐子部件(Forst,2001;2002);風力或水力渦輪機(Durali,1976);高溫太陽能炊具組件(Sharma、Sethi 和 Chopra,1990;Hazeltine,2003;Hazeltine 和 Bull,2003;Sharma,1990);住房項目;大型農場和工業設備;兒童遊樂場;大型醫療設備;運輸貨櫃

支援材料表:進一步的 OSAT 想法及其在開源 3D 列印機上列印的技術潛力

表參考

紐西蘭阿比丁(2010)。調查馬來西亞開發商對永續建築理念的認識和應用。國際人居署,34(4), 421-426。

巴赫,O., 希望 MJ、Chaheka,CV 和 Dzimbiri,KM(2004)。在非洲開放性骨折後殘障可以避免嗎?來自馬拉威的結果。傷害35(9),846-851。

Batidzirai, B.、Lysen, EH、Van Egmond, S. 與 Van Sark, WGJHM (2009)。津巴布韋太陽能熱水器的潛力。可再生和可持續能源評論13 (3), 567-582。

布蘭奇,DS(編輯)。(1978)。適合自耕農、園丁和小農的工具。以馬忤斯:羅代爾出版社

LV 布拉特爾和 RJ 歐文 (1986)。合適的家庭科技:木炭爐。消費者研究與家政雜誌10 (1), 35-43。

布羅斯,好(2000)。脫鹽的基本知識(第二版)。托普斯菲爾德:國際海水淡化協會。

消費者協會測試和研究實驗室 (CATRL)。(1984)。發展中國家手壓幫浦的實驗室測試:最終技術報告(聯合國開發計畫署專案管理報告第 3 號)。農村供水手動幫浦計畫。華盛頓特區:世界銀行出版品。

克雷格,C. (1988)。適用於製造的技術:一些管理問題。應用人體工學19 (1), 25-34。

達爾曼,J. 和福斯特,C. (2000)。用於替代燃料的壓塊機。在 ECHO 上展示的技術北邁爾斯堡:ECHO。

達爾曼,J. 和福斯特,C. (2001)。太陽能脫水機。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。

德克里斯托福羅,R. (1977)。木工手工工具手冊。圖森:惠普圖書。

DC 登肯伯格和 JM 皮爾斯 (2006)。用於太陽能水熱巴斯德消毒的複合拋物面聚光器:數值模擬。2006 年太陽能烹飪和食品加工國際會議論文集,108。

杜拉里,M.(1976)。適用於農場和小型社區的小型水輪機設計。劍橋麻薩諸塞州:麻省理工學院技術適應計畫。

英格蘭,R.(編)。(1979)。如何製作基本的醫院設備。倫敦:中級技術出版品。

Ergon,(2010),Ergon 自行車人體工學。[線上] 可用:http://www.ergon-bike.com/us/en/home(2010 年 7 月 5 日)。

福斯特,C.(2001)。浮筒式沼氣池。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。

福斯特,C.(2002a)。滾筒式爐灶。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。

福斯特,C.(2002b)。種子乾燥櫃。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。

福斯特,C.(2003a)。PVC 球止回手動幫浦。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。</字體

福斯特,C. (2003b)。PVC 止回閥手動幫浦。在ECHO 上展示的技術。北邁爾斯堡:ECHO。

弗蘭克爾,P.(1986)。抽水裝置:使用者和選擇者手冊。倫敦:中級技術出版品。

黑澤爾廷,B.(2003)。供水。請參閱 B. Hazeltine 和 C. Bull(編輯)。適當技術現場指南。聖地牙哥:愛思唯爾科學,731-738。

Hazeltine, B. 與 Bull, C.(編)(2003 年)。適當技術現場指南。聖地牙哥:愛思唯爾科學。

赫斯特,C.(1990)。在發展中國家為成熟的能源設備建立新市場:風車、水力發電廠和太陽能熱水器的經驗。世界發展18 (4), 605-615。

赫特,RD(1985)。美國農具。曼哈頓:向日葵大學出版社。

國際稻米研究所。(1985)。發展中國家的小型農業設備。在發展中國家小型農場設備國際會議上發表的論文:過去的經驗和未來的優先事項。菲律賓馬尼拉。

阿肯色州因弗辛 (1977)。液壓柱塞泵的構造。Boroko:南太平洋適當技術基金會。

Kim, J. 與 Mulholland, S. (1999)。發展中國家的座椅/輪椅技術:需要仔細觀察。科技與殘疾11 (1), 21-27。

Khanna, R..K.、Rathore, RS 與 Sharma, C. (2008)。太陽能仍然是滿足印度沙漠州拉賈斯坦邦偏遠村莊飲用水需求的合適技術。海水淡化220(1-3),645-653。

利普森 H. (2007)。用於客製化實踐教育的可列印 3D 模型。論文在美國麻薩諸塞州劍橋市2007 年大規模客製化和個人化 (MCPC) 會議上發表。

Madungwe, E. 與 Sakuringwa, S. (2007)。灰水再利用:哈拉雷的水需求管理策略?地球物理和化學,A/B/C 部分32 (15-18), 1231-1236。

曼,R.(1979)。如何建造在低速風條件下使用的克里特島帆風泵。倫敦:中級技術出版品。

塔姆泰塔 (2003)。食物。請參閱 B. Hazeltine 和 C. Bull(編輯),《適用技術現場指南》。聖地牙哥:愛思唯爾科學,277-282。

佩西,A. 和庫利斯,A. (1986)。雨水收集:收集農村地區的降雨和徑流。倫敦:中級技術出版品。

JM 皮爾斯和 DC 登肯伯格 (2006)。複合拋物面聚光器直接應用於單效盆式太陽能蒸餾器的數值模擬。2006 年太陽能烹飪和食品加工國際會議論文集,118。

Pearlman, J.、Cooper, RA、Zipfel, E.、Cooper, R. 與 McCartney, M. (2006)。致力於向發展中國家開發有效的輪椅技術轉移模式。身心障礙與復健:輔助技術1 (1-2), 103-110。

菲普斯,LJ (1983)。農業力學。伊利諾州丹維爾:州際印刷和出版公司(第 39 章)。

皮洛頓,E.(2009)。設計革命:100 種賦予人們力量的產品。紐約:DAP/分散式藝術出版商。

學校理事會項目技術。(1985)。水磨坊和水力工業考古學。倫敦:海涅曼教育圖書有限公司

Sharma, SK、Sethi, BPS 與 Chopra, S. (1990)。「Rohini」的熱性能-改良的木質爐灶。能源轉換與管理30 (4), 409-419。

Sharp, D. 與 Graham, M.(編)。(1982)。鄉村手動幫浦技術:亞洲的研究與評估。渥太華:國際發展研究中心。

Slesin, S. 與 De Chabaneix, G. (1986)。加勒比海風格。倫敦:泰晤士河和哈德遜河。

Taiwo, KA、Ogwu, EN 和 Ajibola, OO (2001)。家用廚房設備使用和維護的技術考量。技術創新21 (11), 747-755。

Tchannerl, G. 與 Bryan, K. (1984)。手動泵測試和開發:中國研討會的記錄(聯合國開發計劃署專案管理報告第 5 號)。農村供水手動幫浦計畫。華盛頓:世界銀行出版辦公室。

瓦爾迪茲,M.,&瓦爾迪茲,A.(1977)。一本製作太陽能食品烘乾機的食譜。科羅拉多州:阿諾德和瑪麗亞·瓦爾迪茲。

Wekesa,BW,Steyn,GS 和 Otieno,FAO。(2010)。常見建築技術對城市貧民及其環境的反應。建築與環境45 (10), 2327-2335。

韋格斯,A.(1973)。工具的製作。紐約:Van Nostrand Reinhold Company,(第 3-17 章)。

其他方法

  • Solar Sinter 專案 - 使用聚焦太陽能在 3D 列印機裝置中燒結沙子
  • Sun Cutter 計畫探索直接利用陽光來生產物體的潛力。該機器是雷射切割機的低技術、低能耗版本。它使用由球透鏡聚焦的純淨陽光,在厚度達 0.4 毫米的膠合板以及紙張和卡片上重複切割編程形狀。
  • 3D列印房子
  • 3D 列印風力渦輪機第 1 部分:設計考量與快速製造潛力 - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221313881500003X

也可以看看

參考

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