Wetenschappers van de Michigan Technology University, Houghton hebben met succes 3D-printbaar houtfilament gemaakt van houtafval van meubels.
Het succes werd gepubliceerd in een onderzoekspaper van de open-sourcekampioen Joshua Pearce.De paper onderzocht de mogelijkheid om meubelafval te upcyclen tot houtfilament om de milieu-impact van houtafval te verminderen.
Volgens de krant produceert de meubelindustrie in Michigan alleen al meer dan 150 ton houtafval per dag.
In een proces van vier stappen demonstreerden de wetenschappers de mogelijkheid om houtfilament in 3D te printen met een combinatie van houtafval en PLA-plastic.Het mengsel van deze twee materialen is beter bekend als hout-kunststof-composiet (WPC).
In de eerste stap werd houtafval verkregen van verschillende meubelfabrikanten in Michigan.Het afval omvatte massieve platen en zaagsel van MDF, LDF en melamine.
Deze massieve plakken en zaagsel werden teruggebracht tot microschaalniveau voor de bereiding van WPC-filament.Het afvalmateriaal werd met een hamer gefreesd, gemalen in een houtversnipperaar en gezeefd met behulp van een vibrerend ontluchtingsapparaat, dat een zeef van 80 micron maaswijdte gebruikte.
Tegen het einde van dit proces was het houtafval in poedervorm met een korrelig bestanddeel van graanmeel.Het materiaal werd nu "houtafvalpoeder" genoemd.
In de volgende stap werd PLA bereid om te mengen met het houtafvalpoeder.PLA-pellets werden tot 210°C verwarmd totdat ze roerbaar werden.Het houtpoeder werd toegevoegd aan het gesmolten PLA-mengsel met variërend hout tot PLA-gewichtspercentage (wt%) tussen 10wt%-40wt% houtafvalpoeder.
Het gestolde materiaal werd opnieuw in de houtversnipperaar gedaan om zich voor te bereiden op de open-source recyclebot, een plastic extruder voor het maken van filament.
Het gefabriceerde filament was 1,65 mm, dunner in diameter dan het standaard 3D-filament dat op de markt verkrijgbaar is, namelijk 1,75 mm.
Het houtfilament is getest door verschillende items te fabriceren, zoals een houten kubus, een deurknop en een ladehandvat.Vanwege de mechanische eigenschappen van het houtfilament zijn er aanpassingen gedaan aan de Delta RepRap en Re:3D Gigabot v. GB2 3D-printers die in het onderzoek werden gebruikt.De wijzigingen omvatten het aanpassen van de extruder en het regelen van de snelheid van de afdruk.
Het afdrukken van hout op een ideale temperatuur is ook een belangrijke factor, omdat een hoge temperatuur het hout kan verkolen en de spuitmond kan verstoppen.In dit geval werd het houtfilament geprint bij 185C.
De onderzoekers toonden aan dat het praktisch was om van meubelhoutafval houtfilament te maken.Ze brachten echter belangrijke punten naar voren voor toekomstig onderzoek.Deze omvatten de economische en milieueffecten, details van mechanische eigenschappen, de mogelijkheid van productie op industriële schaal.
De paper concludeerde: “deze studie heeft een technisch haalbare methode aangetoond voor het upcyclen van meubelhoutafval tot bruikbare 3D-afdrukbare onderdelen voor de meubelindustrie.Door PLA-pellets en gerecycled houtafval te mengen, werd filament geproduceerd met een diameter van 1,65 ± 0,10 mm en gebruikt om een kleine verscheidenheid aan testonderdelen te printen.Deze methode, hoewel ontwikkeld in het laboratorium, kan worden opgeschaald om aan de behoeften van de industrie te voldoen, aangezien de processtappen ongecompliceerd zijn.Er werden kleine batches van 40wt% hout gemaakt, maar deze vertoonden een verminderde herhaalbaarheid, terwijl batches van 30wt% hout het meest veelbelovend waren wat betreft gebruiksgemak.”
Het onderzoeksartikel dat in dit artikel wordt besproken, is getiteld Wood Furniture Waste-Based Recycled 3D Printing Filament.Het is mede-auteur van Adam M. Pringle, Mark Rudnicki en Joshua Pearce.
Voor meer nieuws over de laatste ontwikkelingen op het gebied van 3D printen, schrijf je in op onze 3D print nieuwsbrief.Doe ook mee op Facebook en Twitter.
Posttijd: 07-feb-2020