Gli scienziati della Michigan Technology University, Houghton, hanno realizzato con successo filamenti di legno stampabili in 3D dai rifiuti di legno dei mobili.
Il successo è stato pubblicato in un documento di ricerca co-autore del campione dell'open source Joshua Pearce.Il documento ha esplorato la possibilità di riciclare i rifiuti di mobili in filamenti di legno per ridurre l'impatto ambientale dei rifiuti di legno.
Secondo il giornale, l'industria del mobile nel Michigan da sola produce più di 150 tonnellate di rifiuti di legno al giorno.
In un processo in quattro fasi, gli scienziati hanno dimostrato la possibilità di realizzare la stampa 3D di filamenti di legno con una combinazione di rifiuti di legno e plastica PLA.La miscela di questi due materiali è meglio conosciuta come legno-plastica-composito (WPC).
Nella prima fase, i rifiuti di legno sono stati acquisiti da diverse aziende produttrici di mobili nel Michigan.I rifiuti includevano lastre solide e segatura di MDF, LDF e melamina.
Queste lastre solide e segatura sono state ridotte a livello di microscala per la preparazione del filamento WPC.Il materiale di scarto è stato macinato a martello, macinato in una cippatrice e setacciato utilizzando un dispositivo di deareazione vibratorio, che utilizzava un setaccio a rete da 80 micron.
Alla fine di questo processo, i rifiuti di legno erano allo stato di polvere con una parte granulare di farina di grano.Il materiale veniva ora chiamato "polvere di scarto di legno".
Nella fase successiva, il PLA è stato preparato per essere miscelato con la polvere di scarto di legno.I pellet di PLA sono stati riscaldati a 210 °C fino a quando non sono diventati agitabili.La polvere di legno è stata aggiunta alla miscela di PLA fusa con una percentuale in peso di PLA (in peso) variabile tra il 10% in peso e il 40% in peso di polvere di rifiuti di legno.
Il materiale solidificato è stato nuovamente messo nel cippatore per prepararsi al recyclebot open source, un estrusore di plastica per la produzione di filamenti.
Il filamento fabbricato era di 1,65 mm, di diametro più sottile rispetto al filamento 3D standard disponibile sul mercato, ovvero 1,75 mm.
Il filamento di legno è stato testato fabbricando vari oggetti, come un cubo di legno, una maniglia della porta e una maniglia del cassetto.A causa delle proprietà meccaniche del filamento di legno, sono state apportate modifiche alle stampanti 3D Delta RepRap e Re:3D Gigabot v. GB2 utilizzate nello studio.Le modifiche includevano la modifica dell'estrusore e il controllo della velocità di stampa.
Anche la stampa del legno a una temperatura ideale è un fattore importante poiché l'alta temperatura può carbonizzare il legno e ostruire l'ugello.In questo caso il filamento di legno è stato stampato a 185°C.
I ricercatori hanno dimostrato che era pratico produrre filamenti di legno utilizzando i rifiuti di legno dei mobili.Tuttavia, hanno sollevato punti significativi per lo studio futuro.Questi includevano gli impatti economici e ambientali, i dettagli delle proprietà meccaniche, la possibilità di produzione su scala industriale.
Il documento concludeva: "questo studio ha dimostrato una metodologia tecnicamente valida per l'upcycling dei rifiuti di legno dei mobili in parti utilizzabili stampabili in 3-D per l'industria del mobile.Mescolando pellet di PLA e materiale di scarto di legno riciclato, è stato prodotto un filamento con un diametro di 1,65 ± 0,10 mm e utilizzato per stampare una piccola varietà di parti di prova.Questo metodo, sebbene sviluppato in laboratorio, può essere ampliato per soddisfare le esigenze del settore poiché le fasi del processo non sono complicate.Sono stati creati piccoli lotti di legno al 40% in peso, ma hanno mostrato una ripetibilità ridotta, mentre i lotti di legno al 30% in peso hanno mostrato la massima promessa con facilità d'uso".
Il documento di ricerca discusso in questo articolo è intitolato Filamento di stampa 3D riciclato a base di rifiuti di mobili in legno.È co-autore di Adam M. Pringle, Mark Rudnicki e Joshua Pearce.
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Orario di pubblicazione: 07-feb-2020