Vědci z Michiganské technologické univerzity v Houghtonu úspěšně vyrobili 3D tisknutelné dřevěné vlákno z nábytkového dřevěného odpadu.
Úspěch byl zveřejněn ve výzkumném článku, jehož spoluautorem je vítěz open-source Joshua Pearce.Článek zkoumal možnost recyklace odpadu z nábytku na dřevěné vlákno, aby se snížily dopady dřevěného odpadu na životní prostředí.
Jen nábytkářský průmysl v Michiganu podle listu produkuje více než 150 tun dřevěného odpadu denně.
Ve čtyřstupňovém procesu vědci prokázali možnost výroby 3D tiskového dřevěného vlákna s kombinací dřevěného odpadu a PLA plastu.Směs těchto dvou materiálů je známější jako dřevo-plastový kompozit (WPC).
V prvním kroku byl získán dřevěný odpad od různých společností vyrábějících nábytek v Michiganu.Odpad zahrnoval pevné desky a piliny z MDF, LDF a melaminu.
Tyto pevné pláty a piliny byly zredukovány na mikroúroveň pro přípravu vlákna WPC.Odpadní materiál byl mletý kladivem, rozemlet ve štěpkovači a proséván pomocí vibračního odvzdušňovacího zařízení, které využívalo síto s oky 80 mikronů.
Na konci tohoto procesu byl dřevěný odpad v práškovém stavu se zrnitou složkou obilné mouky.Materiál byl nyní označován jako „prášek z dřevěného odpadu“.
V dalším kroku byl PLA připraven ke smíchání s práškem z dřevěného odpadu.Pelety PLA byly zahřívány na 210 °C, dokud se nestaly míchatelnými.Dřevěný prášek byl přidán do roztavené směsi PLA s měnícím se procentem hmotnosti dřeva k PLA (hmotnostní %) mezi 10 % hmotn.-40 % hmotn. prášku z dřevěného odpadu.
Ztuhlý materiál byl znovu vložen do štěpkovače, aby se připravil na open source recyklační bot, plastový extrudér pro výrobu filamentů.
Vyrobené vlákno mělo 1,65 mm, průměr tenčí než standardní 3D vlákno dostupné na trhu, tj. 1,75 mm.
Dřevěné vlákno bylo testováno výrobou různých předmětů, jako je dřevěná kostka, klika a madlo zásuvky.Kvůli mechanickým vlastnostem dřevěného vlákna byly provedeny úpravy 3D tiskáren Delta RepRap a Re:3D Gigabot v. GB2 použitých ve studii.Změny zahrnovaly úpravu extrudéru a řízení rychlosti tisku.
Tisk dřeva při ideální teplotě je také důležitým faktorem, protože vysoká teplota může dřevo spálit a ucpat trysku.V tomto případě bylo dřevěné vlákno tištěno při 185 °C.
Výzkumníci ukázali, že je praktické vyrobit dřevěné vlákno pomocí nábytkového dřevěného odpadu.Vyzdvihli však důležité body pro budoucí studium.Jednalo se o ekonomické a ekologické dopady, detaily mechanických vlastností, možnost průmyslové výroby.
Dokument uzavřel: „Tato studie prokázala technicky životaschopnou metodologii upcyklace nábytkového dřevěného odpadu na použitelné 3D tisknutelné díly pro nábytkářský průmysl.Smícháním PLA pelet a recyklovaného dřevěného odpadního materiálu bylo vyrobeno vlákno o velikosti průměru 1,65±0,10 mm a použito k tisku malého množství testovacích dílů.Tato metoda, když byla vyvinuta v laboratoři, může být rozšířena tak, aby vyhovovala potřebám průmyslu, protože procesní kroky jsou nekomplikované.Byly vytvořeny malé šarže 40 % hm. dřeva, ale vykazovaly sníženou opakovatelnost, zatímco šarže 30 % hm. dřeva se ukázaly jako nejslibnější z hlediska snadného použití.
Výzkumný dokument, o kterém se pojednává v tomto článku, se jmenuje recyklované vlákno pro 3D tisk na bázi odpadu z dřevěného nábytku.Jeho spoluautory jsou Adam M. Pringle, Mark Rudnicki a Joshua Pearce.
Chcete-li získat další novinky o nejnovějším vývoji v oblasti 3D tisku, přihlaste se k odběru našeho zpravodaje o 3D tisku.Přidejte se k nám také na Facebooku a Twitteru.
Čas odeslání: únor-07-2020