Միչիգանի Հյութոնի տեխնոլոգիական համալսարանի գիտնականները հաջողությամբ 3D տպագրվող փայտե թել են պատրաստել կահույքի փայտի թափոններից:
Հաջողությունը հրապարակվել է հետազոտական աշխատության մեջ, որը համահեղինակել է բաց կոդով չեմպիոն Ջոշուա Փիրսը:Թերթը ուսումնասիրել է կահույքի թափոնները փայտի թելերի վերածելու հնարավորությունը՝ փայտի թափոնների շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը նվազեցնելու համար:
Ըստ թերթի, միայն Միչիգանում կահույքի արդյունաբերությունը օրական ավելի քան 150 տոննա փայտի թափոն է արտադրում։
Չորս քայլից բաղկացած գործընթացում գիտնականները ցուցադրել են փայտի թափոնների և PLA պլաստիկի համադրությամբ 3D տպագրության փայտի թելերի պատրաստման հնարավորությունը:Այս երկու նյութերի խառնուրդն ավելի հայտնի է որպես փայտ-պլաստիկ-կոմպոզիտ (WPC):
Առաջին քայլում փայտի թափոնները ձեռք են բերվել Միչիգանի տարբեր կահույք արտադրող ընկերություններից:Թափոնները ներառում էին պինդ սալեր և MDF, LDF և մելամինի թեփ:
Այս պինդ սալերը և թեփը իջեցվել են միկրոսանդղակի մակարդակի՝ WPC թելքի պատրաստման համար:Թափոնները մուրճով աղացրին, մանրացրին փայտի կտրիչի մեջ և մաղեցին՝ օգտագործելով թրթռումային օդազրկող սարք, որն օգտագործում էր 80 մկմ ցանցի մաղող սարք:
Այս գործընթացի ավարտին փայտի թափոնները փոշու վիճակում էին հացահատիկի ալյուրի հատիկավոր կազմով:Այժմ նյութը կոչվում էր «փայտի թափոնների փոշի»։
Հաջորդ քայլում PLA-ն պատրաստվեց խառնվելու փայտի թափոնների փոշու հետ:PLA գնդիկները տաքացվեցին 210C ջերմաստիճանում, մինչև դարձան խառնելու ունակություն:Փայտի փոշին ավելացվել է հալված PLA խառնուրդին փայտից մինչև PLA քաշի տարբեր տոկոսով (wt%) 10 wt%-40wt% փայտի թափոնների փոշու միջև:
Ամրացված նյութը կրկին դրվեց փայտի մանրահատակի մեջ՝ պատրաստվելու բաց կոդով վերամշակող ռոբոտին՝ թելիկ պատրաստելու համար պլաստիկ էքստրուդատորին:
Պատրաստված թելիկն ուներ 1,65 մմ, տրամագծով ավելի բարակ, քան շուկայում առկա ստանդարտ 3D թելիկը, այսինքն՝ 1,75 մմ:
Փայտե թելիկը փորձարկվել է տարբեր իրերի պատրաստմամբ, ինչպիսիք են փայտե խորանարդը, դռան բռնակը և գզրոցի բռնակը:Փայտի թելի մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ ճշգրտումներ են կատարվել ուսումնասիրության մեջ օգտագործված Delta RepRap և Re:3D Gigabot v. GB2 3D տպիչների վրա:Փոփոխությունները ներառում էին էքստրուդատորի փոփոխություն և տպագրության արագության վերահսկում:
Իդեալական ջերմաստիճանի վրա փայտ տպելը նույնպես կարևոր գործոն է, քանի որ բարձր ջերմաստիճանը կարող է այրել փայտը և խցանել վարդակը:Այս դեպքում փայտի թելիկը տպվել է 185C ջերմաստիճանում:
Հետազոտողները ցույց են տվել, որ գործնական է փայտե թելիկ պատրաստելը կահույքի փայտի թափոններով:Այնուամենայնիվ, նրանք կարևոր կետեր բարձրացրեցին ապագա ուսումնասիրության համար:Դրանք ներառում էին տնտեսական և բնապահպանական ազդեցությունները, մեխանիկական հատկությունների մանրամասները, արդյունաբերական մասշտաբով արտադրության հնարավորությունը:
«Այս ուսումնասիրությունը ցույց է տվել կահույքի փայտի թափոնների վերամշակման տեխնիկապես կենսունակ մեթոդաբանություն՝ կահույքի արդյունաբերության համար օգտագործելի 3D տպագրվող մասերի վերածելու համար:PLA գնդիկները և վերամշակված փայտի թափոնների նյութը խառնելով, արտադրվել է 1,65±0,10 մմ տրամագծով թել և օգտագործվել փորձնական մասերի փոքր տեսականի տպելու համար:Այս մեթոդը, երբ մշակվել է լաբորատորիայում, կարող է ընդլայնվել՝ բավարարելու արդյունաբերության կարիքները, քանի որ գործընթացի քայլերը բարդ չեն:Ստեղծվել են 40 wt% փայտանյութի փոքր խմբաքանակներ, բայց ցույց են տվել կրկնելիության նվազում, մինչդեռ 30 wt% փայտի խմբաքանակները ցույց են տվել առավել խոստումնալից օգտագործման հեշտությունը»:
Այս հոդվածում քննարկված հետազոտական աշխատանքը վերնագրված է Փայտե կահույքի թափոնների վրա հիմնված վերամշակված 3-D տպագրության թելիկ:Այն համահեղինակել են Ադամ Մ. Փրինգլը, Մարկ Ռուդնիկին և Ջոշուա Փիրսը:
3D տպագրության վերջին զարգացումների վերաբերյալ լրացուցիչ նորությունների համար բաժանորդագրվեք մեր 3D տպագրության տեղեկագրին:Միացե՛ք մեզ նաև Facebook-ում և Twitter-ում:
Հրապարակման ժամանակը` Փետրվար-07-2020