Científicos de la Universidad Tecnológica de Michigan, Houghton, han fabricado con éxito filamentos de madera imprimibles en 3D a partir de desechos de madera de muebles.
El éxito se publicó en un artículo de investigación en coautoría del campeón de código abierto Joshua Pearce.El documento exploró la posibilidad de reciclar desechos de muebles en filamentos de madera para reducir los impactos ambientales de los desechos de madera.
Según el periódico, solo la industria del mueble en Michigan produce más de 150 toneladas de desechos de madera al día.
En un proceso de cuatro pasos, los científicos demostraron la posibilidad de fabricar filamentos de madera para impresión 3D con una combinación de residuos de madera y plástico PLA.La mezcla de estos dos materiales es mejor conocida como madera-plástico-compuesto (WPC).
En el primer paso, se adquirieron desechos de madera de varias empresas de fabricación de muebles en Michigan.Los residuos incluían losas macizas y aserrín de MDF, LDF y melamina.
Estas losas sólidas y aserrín se redujeron a un nivel de microescala para la preparación del filamento de WPC.El material de desecho se molió con martillo, se molió en una trituradora de madera y se tamizó con un dispositivo de desaireación vibratorio, que utilizó un tamiz de malla de 80 micras.
Al final de este proceso, los residuos de madera se encontraban en estado de polvo con una composición granular de harina de cereales.El material ahora se denominaba "polvo de desecho de madera".
En el siguiente paso, se preparó PLA para mezclarlo con el polvo de residuos de madera.Los gránulos de PLA se calentaron a 210 °C hasta que se volvieron agitables.El polvo de madera se añadió a la mezcla de PLA derretida con un porcentaje variable de peso de madera a PLA (% en peso) entre 10% en peso y 40% en peso de polvo de residuos de madera.
El material solidificado se colocó nuevamente en la astilladora de madera para prepararlo para el robot de reciclaje de código abierto, una extrusora de plástico para la fabricación de filamentos.
El filamento fabricado era de 1,65 mm, más fino en diámetro que el filamento 3D estándar disponible en el mercado, es decir, 1,75 mm.
El filamento de madera se probó fabricando varios artículos, como un cubo de madera, un pomo de puerta y una manija de cajón.Debido a las propiedades mecánicas del filamento de madera, se realizaron ajustes en las impresoras 3D Delta RepRap y Re:3D Gigabot v. GB2 utilizadas en el estudio.Las alteraciones incluyeron modificar la extrusora y controlar la velocidad de la impresión.
Imprimir madera a una temperatura ideal también es un factor importante, ya que las altas temperaturas pueden carbonizar la madera y obstruir la boquilla.En este caso el filamento de madera se imprimió a 185C.
Los investigadores demostraron que era práctico fabricar filamentos de madera utilizando desechos de madera para muebles.Sin embargo, plantearon puntos significativos para estudios futuros.Estos incluyeron los impactos económicos y ambientales, detalles de propiedades mecánicas, la posibilidad de producción a escala industrial.
El documento concluyó: “este estudio ha demostrado una metodología técnicamente viable para reciclar desechos de madera de muebles en piezas utilizables imprimibles en 3D para la industria del mueble.Al mezclar gránulos de PLA y material de desecho de madera reciclada, se produjo un filamento con un diámetro de 1,65 ± 0,10 mm y se usó para imprimir una pequeña variedad de piezas de prueba.Este método, mientras se desarrolla en el laboratorio, puede ampliarse para satisfacer las necesidades de la industria, ya que los pasos del proceso no son complicados.Se crearon pequeños lotes de 40 % en peso de madera, pero mostraron una repetibilidad reducida, mientras que los lotes de 30 % en peso de madera mostraron la mayor promesa con facilidad de uso”.
El trabajo de investigación discutido en este artículo se titula Filamento de impresión 3D reciclado a base de residuos de muebles de madera.Es coautor de Adam M. Pringle, Mark Rudnicki y Joshua Pearce.
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Hora de publicación: 07-feb-2020