Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Michigan, Houghton đã chế tạo thành công sợi gỗ có thể in 3D từ chất thải gỗ đồ nội thất.
Thành công này đã được công bố trong một bài báo nghiên cứu do nhà vô địch nguồn mở Joshua Pearce đồng tác giả.Bài báo đã khám phá khả năng tận dụng chất thải đồ nội thất thành sợi gỗ để giảm tác động môi trường của chất thải gỗ.
Theo bài báo, chỉ riêng ngành công nghiệp nội thất ở Michigan đã sản xuất hơn 150 tấn gỗ phế thải mỗi ngày.
Trong một quy trình gồm 4 bước, các nhà khoa học đã chứng minh khả năng chế tạo sợi gỗ in 3D bằng sự kết hợp giữa chất thải gỗ và nhựa PLA.Hỗn hợp của hai vật liệu này được biết đến nhiều hơn với tên gọi gỗ-nhựa-composite (WPC).
Trong bước đầu tiên, chất thải gỗ được mua lại từ các công ty sản xuất đồ nội thất khác nhau ở Michigan.Chất thải bao gồm các tấm rắn và mùn cưa của MDF, LDF và melamine.
Những tấm rắn và mùn cưa này đã được giảm xuống mức vi mô để chuẩn bị sợi WPC.Vật liệu thải được nghiền bằng búa, nghiền trong máy băm gỗ và sàng sử dụng thiết bị khử khí rung, sử dụng rây lưới 80 micron.
Vào cuối quá trình này, chất thải gỗ ở trạng thái bột với thành phần là bột ngũ cốc.Vật liệu này bây giờ được gọi là "bột gỗ phế thải."
Trong bước tiếp theo, PLA đã được chuẩn bị để trộn với bột gỗ phế thải.Các viên PLA được gia nhiệt ở 210C cho đến khi chúng có thể khuấy được.Bột gỗ được thêm vào hỗn hợp PLA nấu chảy với gỗ khác nhau theo tỷ lệ phần trăm trọng lượng PLA (% trọng lượng) trong khoảng 10wt% -40wt% bột gỗ phế thải.
Vật liệu đã đông đặc lại được đưa vào máy băm gỗ để chuẩn bị cho máy tái chế nguồn mở, một máy đùn nhựa để sản xuất dây tóc.
Dây tóc được chế tạo có đường kính 1,65mm, mỏng hơn đường kính so với dây tóc 3D tiêu chuẩn hiện có trên thị trường, tức là 1,75mm.
Sợi gỗ đã được thử nghiệm bằng cách chế tạo các vật dụng khác nhau, chẳng hạn như khối lập phương bằng gỗ, tay nắm cửa và tay nắm ngăn kéo.Do đặc tính cơ học của sợi gỗ, các điều chỉnh đã được thực hiện đối với máy in 3D Delta RepRap và Re: 3D Gigabot v. GB2 được sử dụng trong nghiên cứu.Các thay đổi bao gồm sửa đổi máy đùn và kiểm soát tốc độ in.
In gỗ ở nhiệt độ lý tưởng cũng là một yếu tố quan trọng vì nhiệt độ cao có thể làm cháy gỗ và làm tắc vòi phun.Trong trường hợp này, sợi gỗ được in ở 185C.
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc chế tạo sợi gỗ bằng cách sử dụng chất thải gỗ đóng đồ nội thất là thực tế.Tuy nhiên, họ đã nêu ra những điểm đáng kể cho việc nghiên cứu trong tương lai.Chúng bao gồm các tác động kinh tế và môi trường, các chi tiết về đặc tính cơ học, khả năng sản xuất quy mô công nghiệp.
Bài báo kết luận: “Nghiên cứu này đã chứng minh một phương pháp khả thi về mặt kỹ thuật trong việc tận dụng chất thải gỗ đồ nội thất thành các bộ phận in 3-D có thể sử dụng được cho ngành công nghiệp đồ nội thất.Bằng cách trộn các viên PLA và sợi nguyên liệu gỗ tái chế đã được sản xuất với kích thước đường kính 1,65 ± 0,10 mm và được sử dụng để in nhiều bộ phận thử nghiệm nhỏ.Phương pháp này trong khi được phát triển trong phòng thí nghiệm có thể được mở rộng để đáp ứng nhu cầu của ngành vì các bước quy trình không phức tạp.Các lô gỗ nhỏ 40% được tạo ra, nhưng cho thấy khả năng lặp lại giảm, trong khi các lô gỗ 30% cho thấy nhiều hứa hẹn nhất là dễ sử dụng. "
Bài báo nghiên cứu được thảo luận trong bài viết này có tiêu đề là Sợi vải in 3-D tái chế dựa trên chất thải của đồ gỗ.Nó được đồng tác giả bởi Adam M. Pringle, Mark Rudnicki và Joshua Pearce.
Để biết thêm tin tức về sự phát triển mới nhất trong in 3D, hãy đăng ký nhận bản tin in 3D của chúng tôi.Cũng tham gia với chúng tôi trên Facebook và Twitter.
Thời gian đăng: Feb-07-2020