นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมิชิแกน Houghton ประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นใยไม้ที่พิมพ์ได้ 3 มิติจากเศษไม้จากเฟอร์นิเจอร์
ความสำเร็จดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในบทความวิจัยที่ร่วมเขียนโดย Joshua Pearce แชมป์โอเพ่นซอร์สบทความนี้ได้สำรวจความเป็นไปได้ในการรีไซเคิลขยะจากเฟอร์นิเจอร์ให้เป็นเส้นใยไม้ เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากเศษไม้
รายงานระบุว่า อุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์ในมิชิแกนเพียงแห่งเดียวผลิตเศษไม้ได้มากกว่า 150 ตันต่อวัน
ในกระบวนการสี่ขั้นตอน นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการผลิตเส้นใยไม้จากการพิมพ์ 3 มิติด้วยส่วนผสมของเศษไม้และพลาสติก PLAส่วนผสมของวัสดุทั้งสองนี้รู้จักกันดีในชื่อ Wood-plastic-composite (WPC)
ในขั้นตอนแรก เศษไม้ได้มาจากบริษัทผู้ผลิตเฟอร์นิเจอร์หลายแห่งในรัฐมิชิแกนของเสียรวมถึงแผ่นพื้นแข็งและขี้เลื่อยของ MDF, LDF และเมลามีน
แผ่นพื้นแข็งและขี้เลื่อยเหล่านี้ถูกลดขนาดเป็นระดับไมโครสำหรับการเตรียมไส้หลอด WPCวัสดุเหลือใช้ถูกบดด้วยค้อน บดในเครื่องย่อยไม้และร่อนโดยใช้อุปกรณ์ขจัดอากาศแบบสั่นสะเทือน ซึ่งใช้ตะแกรงกรองขนาด 80 ไมครอน
เมื่อสิ้นสุดกระบวนการนี้ เศษไม้จะอยู่ในสภาพผงที่มีส่วนประกอบของแป้งเมล็ดพืชที่ละเอียดปัจจุบันวัสดุนี้เรียกว่า "ผงเศษไม้"
ในขั้นตอนต่อไป PLA ก็เตรียมที่จะผสมกับผงเศษไม้เม็ด PLA ถูกให้ความร้อนที่ 210C จนกระทั่งสามารถกวนได้ผงไม้ถูกเติมลงในส่วนผสมของ PLA ที่หลอมละลายด้วยไม้ที่แตกต่างกันไปเป็นเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของ PLA (น้ำหนัก%) ระหว่าง 10wt%-40wt% ผงเศษไม้
วัสดุที่แข็งตัวถูกใส่ลงในเครื่องย่อยไม้อีกครั้งเพื่อเตรียมสำหรับบอทรีไซเคิลแบบโอเพนซอร์ส ซึ่งเป็นเครื่องอัดรีดพลาสติกสำหรับทำเส้นใย
ฟิลาเมนต์ที่ประดิษฐ์ขึ้นมีขนาด 1.65 มม. ซึ่งบางกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มิติมาตรฐานที่มีในท้องตลาด คือ 1.75 มม.
เส้นใยไม้ได้รับการทดสอบโดยการประดิษฐ์สิ่งของต่างๆ เช่น ลูกบาศก์ไม้ ลูกบิดประตู และที่จับลิ้นชักเนื่องจากคุณสมบัติทางกลของเส้นใยไม้ จึงมีการปรับเปลี่ยนเครื่องพิมพ์ Delta RepRap และ Re:3D Gigabot v. GB2 3D ที่ใช้ในการศึกษาการปรับเปลี่ยนรวมถึงการปรับเปลี่ยนเครื่องอัดรีดและการควบคุมความเร็วของการพิมพ์
การพิมพ์ไม้ด้วยอุณหภูมิที่เหมาะสมก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน เนื่องจากอุณหภูมิสูงสามารถทำให้ไม้ไหม้เกรียมและอุดตันหัวฉีดได้ในกรณีนี้ เส้นใยไม้ถูกพิมพ์ที่อุณหภูมิ 185C
นักวิจัยพบว่าการทำเส้นใยไม้โดยใช้เศษไม้จากเฟอร์นิเจอร์นั้นทำได้จริงอย่างไรก็ตาม พวกเขายกประเด็นสำคัญสำหรับการศึกษาในอนาคตซึ่งรวมถึงผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม รายละเอียดของคุณสมบัติทางกล ความเป็นไปได้ของการผลิตในระดับอุตสาหกรรม
บทความสรุปว่า: "การศึกษาครั้งนี้ได้แสดงให้เห็นวิธีการที่เป็นไปได้ในทางเทคนิคของการรีไซเคิลเศษไม้จากเฟอร์นิเจอร์ให้เป็นชิ้นส่วนที่พิมพ์ได้ 3 มิติที่ใช้งานได้สำหรับอุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์โดยการผสมเม็ด PLA และเส้นใยวัสดุเหลือใช้จากเศษไม้ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ผลิตขึ้นด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.65±0.10 มม. และใช้ในการพิมพ์ชิ้นส่วนทดสอบขนาดเล็กต่างๆวิธีนี้ในขณะที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการอาจมีการขยายขนาดให้ตรงกับความต้องการของอุตสาหกรรม เนื่องจากขั้นตอนของกระบวนการไม่ซับซ้อนไม้ 40wt% ชุดเล็กถูกสร้างขึ้น แต่แสดงความสามารถในการทำซ้ำที่ลดลง ในขณะที่ไม้ 30wt% เป็นกลุ่มที่ให้คำมั่นสัญญามากที่สุดด้วยความสะดวกในการใช้งาน”
บทความวิจัยที่กล่าวถึงในบทความนี้มีชื่อว่า Wood Furniture Waste-Based Recycled 3-D Printing Filamentเป็นผู้ร่วมเขียนโดย Adam M. Pringle, Mark Rudnicki และ Joshua Pearce
สำหรับข่าวสารเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาล่าสุดในการพิมพ์ 3 มิติ โปรดสมัครรับจดหมายข่าวการพิมพ์ 3 มิติของเราเข้าร่วมกับเราบน Facebook และ Twitter
เวลาที่โพสต์: ก.พ.-07-2020