Des scientifiques de la Michigan Technology University, Houghton, ont réussi à fabriquer des filaments de bois imprimables en 3D à partir de déchets de bois de meubles.
Le succès a été publié dans un article de recherche co-écrit par le champion open source Joshua Pearce.L'article a exploré la possibilité de recycler les déchets de meubles en filaments de bois afin de réduire les impacts environnementaux des déchets de bois.
Selon le journal, l'industrie du meuble du Michigan produit à elle seule plus de 150 tonnes de déchets de bois par jour.
Dans un processus en quatre étapes, les scientifiques ont démontré la possibilité de fabriquer des filaments de bois d'impression 3D avec une combinaison de déchets de bois et de plastique PLA.Le mélange de ces deux matériaux est mieux connu sous le nom de composite bois-plastique (WPC).
Dans un premier temps, des déchets de bois ont été acquis auprès de diverses entreprises de fabrication de meubles du Michigan.Les déchets comprenaient des dalles pleines et de la sciure de MDF, de LDF et de mélamine.
Ces dalles solides et la sciure de bois ont été réduites à l'échelle microscopique pour la préparation du filament WPC.Les déchets ont été broyés à marteaux, broyés dans une déchiqueteuse à bois et tamisés à l'aide d'un dispositif de désaération vibrant, qui utilisait un tamis à mailles de 80 microns.
À la fin de ce processus, les déchets de bois étaient à l'état de poudre avec une constitution granulaire de farine de céréales.Le matériau était désormais appelé «poudre de déchets de bois».
Dans l'étape suivante, le PLA a été préparé pour être mélangé avec la poudre de déchets de bois.Les pastilles de PLA ont été chauffées à 210°C jusqu'à ce qu'elles deviennent agitables.La poudre de bois a été ajoutée au mélange de PLA fondu avec un pourcentage en poids bois/PLA variable (% en poids) entre 10 % en poids et 40 % en poids de poudre de déchets de bois.
Le matériau solidifié a de nouveau été placé dans la déchiqueteuse de bois pour se préparer au recyclebot open source, une extrudeuse en plastique pour la fabrication de filaments.
Le filament fabriqué était de 1,65 mm, plus fin en diamètre que le filament 3D standard disponible sur le marché, soit 1,75 mm.
Le filament de bois a été testé en fabriquant divers objets, tels qu'un cube en bois, une poignée de porte et une poignée de tiroir.En raison des propriétés mécaniques du filament de bois, des ajustements ont été apportés aux imprimantes 3D Delta RepRap et Re:3D Gigabot v. GB2 utilisées dans l'étude.Les modifications comprenaient la modification de l'extrudeuse et le contrôle de la vitesse d'impression.
L'impression du bois à une température idéale est également un facteur important car une température élevée peut carboniser le bois et obstruer la buse.Dans ce cas, le filament de bois a été imprimé à 185°C.
Les chercheurs ont montré qu'il était pratique de fabriquer du filament de bois à partir de déchets de bois de meubles.Cependant, ils ont soulevé des points importants pour une étude future.Ceux-ci comprenaient les impacts économiques et environnementaux, les détails des propriétés mécaniques, la possibilité d'une production à l'échelle industrielle.
L'article conclut : « Cette étude a démontré une méthodologie techniquement viable de recyclage des déchets de bois de meubles en pièces imprimables 3D utilisables pour l'industrie du meuble.En mélangeant des granulés de PLA et des déchets de bois recyclés, un filament a été produit avec un diamètre de 1,65 ± 0,10 mm et utilisé pour imprimer une petite variété de pièces d'essai.Cette méthode, bien que développée en laboratoire, peut être mise à l'échelle pour répondre aux besoins de l'industrie car les étapes du processus ne sont pas compliquées.De petits lots de bois à 40 % en poids ont été créés, mais ont montré une répétabilité réduite, tandis que les lots de bois à 30 % en poids se sont révélés les plus prometteurs en termes de facilité d'utilisation. »
Le document de recherche dont il est question dans cet article s'intitule Filament d'impression 3D recyclé à base de déchets de meubles en bois.Il est co-écrit par Adam M. Pringle, Mark Rudnicki et Joshua Pearce.
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Heure de publication : 07 février 2020