Учени от Мичиганския технологичен университет, Houghton успешно са направили 3D печатаема дървесна нишка от мебелни дървесни отпадъци.
Успехът е публикуван в изследователска статия, чийто съавтор е шампионът по отворен код Джошуа Пиърс.Документът проучва възможността за повторно използване на отпадъците от мебели в дървесни влакна, за да се намали въздействието на дървесните отпадъци върху околната среда.
Според вестника само мебелната индустрия в Мичиган произвежда повече от 150 тона дървесни отпадъци на ден.
В процес от четири стъпки учените демонстрираха възможността за създаване на 3D печат на дървесна нишка с комбинация от дървесни отпадъци и PLA пластмаса.Сместа от тези два материала е по-известна като дърво-пластмаса-композит (WPC).
В първата стъпка дървесните отпадъци бяха придобити от различни компании за производство на мебели в Мичиган.Отпадъците включват масивни плочи и стърготини от MDF, LDF и меламин.
Тези твърди плочи и дървени стърготини бяха редуцирани до микромащабно ниво за приготвянето на WPC нишка.Отпадъчният материал се смила с чук, смила се в машина за дробене на дървесина и се пресява с помощта на устройство за вибрационно обезвъздушаване, което използва сито с отвори от 80 микрона.
До края на този процес дървесните отпадъци бяха в прахообразно състояние с гранулиран състав от зърнено брашно.Сега материалът се наричаше „прах от дървесни отпадъци“.
В следващата стъпка PLA се приготвя за смесване с праха от дървесни отпадъци.PLA пелетите се нагряват при 210°С, докато станат разбъркваеми.Дървесният прах се добавя към разтопената PLA смес с вариращ тегловен процент дърво към PLA (wt%) между 10wt%-40wt% прах от дървесни отпадъци.
Втвърденият материал отново беше поставен в машината за дробене на дървесина, за да се подготви за recyclebot с отворен код, пластмасов екструдер за производство на нишки.
Изработената нишка беше 1,65 mm, по-тънка в диаметър от стандартната 3D нишка, налична на пазара, т.е. 1,75 mm.
Дървената нишка беше тествана чрез изработване на различни елементи, като дървен куб, дръжка на врата и дръжка на чекмедже.Поради механичните свойства на дървесната нишка бяха направени корекции на 3D принтерите Delta RepRap и Re:3D Gigabot v. GB2, използвани в изследването.Промените включват модифициране на екструдера и контролиране на скоростта на печат.
Отпечатването на дърво при идеална температура също е важен фактор, тъй като високата температура може да овъгли дървото и да запуши дюзата.В този случай дървесната нишка е отпечатана при 185C.
Изследователите показаха, че е практично да се направи дървесна нишка, използвайки дървесни отпадъци от мебели.Те обаче повдигнаха важни точки за бъдещо проучване.Те включват икономическо и екологично въздействие, подробности за механичните свойства, възможността за производство в промишлен мащаб.
Докладът заключава: „това проучване демонстрира технически жизнеспособна методология за повторно използване на дървесни отпадъци от мебели в използваеми 3-D печатни части за мебелната индустрия.Чрез смесване на PLA пелети и рециклиран дървесен отпадъчен материал беше произведена нишка с диаметър 1,65±0,10 mm и използвана за отпечатване на малко разнообразие от тестови части.Този метод, докато е разработен в лабораторията, може да бъде увеличен, за да отговори на нуждите на индустрията, тъй като стъпките на процеса не са усложнени.Бяха създадени малки партиди от 40% тегл. дървесина, но показаха намалена повторяемост, докато партидите от 30% тегл. дървесина показаха най-обещаващото по отношение на лекотата на използване.
Изследователската статия, обсъдена в тази статия, е озаглавена Рециклирана триизмерна печатаща нишка от дървени мебели.Той е съавтор на Адам М. Прингъл, Марк Рудницки и Джошуа Пиърс.
За повече новини относно най-новите разработки в 3D печата, абонирайте се за нашия бюлетин за 3D печат.Също така се присъединете към нас във Facebook и Twitter.
Време на публикуване: 07 февруари 2020 г