Michiganin teknillisen yliopiston Houghtonin tutkijat ovat onnistuneesti valmistaneet 3D-tulostettavan puufilamentin huonekalupuujätteestä.
Menestys julkaistiin tutkimuspaperissa, jonka on kirjoittanut avoimen lähdekoodin mestari Joshua Pearce.Artikkelissa tutkittiin mahdollisuutta kierrättää huonekalujäte puufilamentiksi puujätteen ympäristövaikutusten vähentämiseksi.
Lehden mukaan pelkästään Michiganin huonekaluteollisuus tuottaa yli 150 tonnia puujätettä päivässä.
Nelivaiheisessa prosessissa tutkijat osoittivat mahdollisuuden tehdä 3D-tulostuspuufilamenttia puujätteen ja PLA-muovin yhdistelmällä.Näiden kahden materiaalin seos tunnetaan paremmin nimellä puu-muovi-komposiitti (WPC).
Ensimmäisessä vaiheessa puujätettä hankittiin erilaisilta huonekaluja valmistavilta yrityksiltä Michiganista.Jätteet sisälsivät kiinteitä MDF-, LDF- ja melamiinilaattoja ja sahanpurua.
Nämä kiinteät laatat ja sahanpuru pelkistettiin mikromittakaavan tasolle WPC-filamentin valmistusta varten.Jätemateriaali vasarajyrsittiin, jauhettiin puuhakkurissa ja seulottiin täryttävällä ilmanpoistolaitteella, jossa käytettiin 80 mikronin seulaa.
Tämän prosessin loppuun mennessä puujäte oli jauhemaista, ja sen rakeinen ainesosa oli viljajauhoa.Materiaalia kutsuttiin nyt "puujätejauheeksi".
Seuraavassa vaiheessa PLA valmistettiin sekoittumaan puujätejauheen kanssa.PLA-pellettejä kuumennettiin 210 °C:ssa, kunnes niistä tuli sekoittuvia.Puujauhe lisättiin sulatettuun PLA-seokseen vaihtelemalla puun PLA:n painoprosenttia (paino-%) välillä 10-40 paino-% puujätejauhetta.
Kiinteytynyt materiaali laitettiin jälleen puuhakkuriin valmistautumaan avoimen lähdekoodin kierrätysbotille, muovisuulakepuristimelle filamenttien valmistukseen.
Valmistettu filamentti oli 1,65 mm, halkaisijaltaan ohuempi kuin markkinoilla oleva tavallinen 3D-filamentti, eli 1,75 mm.
Puufilamenttia testattiin valmistamalla erilaisia esineitä, kuten puukuutiota, ovenkahvaa ja laatikon kahvaa.Puufilamentin mekaanisista ominaisuuksista johtuen tutkimuksessa käytettyihin 3D-tulostimiin Delta RepRap ja Re:3D Gigabot v. GB2 tehtiin säätöjä.Muutokset sisälsivät ekstruuderin muokkaamisen ja tulostuksen nopeuden säätelyn.
Puun painaminen ihanteellisessa lämpötilassa on myös tärkeä tekijä, koska korkea lämpötila voi hiiltyä puuhun ja tukkia suuttimen.Tässä tapauksessa puufilamentti painettiin 185 C:ssa.
Tutkijat osoittivat, että oli käytännöllistä tehdä puufilamenttia huonekalupuujätteestä.Ne toivat kuitenkin esiin tärkeitä asioita tulevaa tutkimusta varten.Näitä olivat taloudelliset ja ympäristövaikutukset, mekaanisten ominaisuuksien yksityiskohdat, teollisen mittakaavan tuotannon mahdollisuus.
Paperi totesi: "Tämä tutkimus on osoittanut teknisesti käyttökelpoisen menetelmän huonekalupuujätteen kierrättämiseksi käyttökelpoisiksi 3D-tulostettaviksi osiksi huonekaluteollisuudelle.Sekoittamalla PLA-pellettejä ja kierrätettyä puujätemateriaalia valmistettiin filamenttia, jonka halkaisija oli 1,65±0,10 mm ja jota käytettiin pienen valikoiman testiosien painamiseen.Tätä laboratoriossa kehitettyä menetelmää voidaan laajentaa vastaamaan teollisuuden tarpeita, koska prosessin vaiheet ovat mutkattomia.Pienet 40 painoprosenttisen puun erät luotiin, mutta niiden toistettavuus oli heikentynyt, kun taas 30 painoprosenttisen puun erät osoittivat lupaavimman käytön helppouden.
Tässä artikkelissa käsitelty tutkimuspaperi on nimeltään Puuhuonekalujen jätepohjainen kierrätetty 3-D-tulostusfilamentti.Sen ovat kirjoittaneet Adam M. Pringle, Mark Rudnicki ja Joshua Pearce.
Saat lisää uutisia 3D-tulostuksen viimeisimmistä kehityksestä tilaamalla 3D-tulostuksen uutiskirjeemme.Liity meihin myös Facebookissa ja Twitterissä.
Postitusaika: 07.02.2020