Forskare vid Michigan Technology University, Houghton har framgångsrikt gjort 3D-utskrivbara träfilament av träavfall från möbler.
Framgången publicerades i en forskningsartikel som är medförfattare av öppen källkodsmästaren Joshua Pearce.Tidningen undersökte möjligheten att återanvända möbelavfall till träfilament för att minska miljöpåverkan från träavfall.
Enligt tidningen producerar möbelindustrin enbart i Michigan mer än 150 ton träavfall om dagen.
I en process i fyra steg visade forskarna möjligheten att göra 3D-utskrift av träfilament med en kombination av träavfall och PLA-plast.Blandningen av dessa två material är mer känd som trä-plast-komposit (WPC).
I det första steget förvärvades träavfall från olika möbeltillverkningsföretag i Michigan.Avfallet inkluderade fasta plattor och sågspån av MDF, LDF och melamin.
Dessa fasta plattor och sågspån reducerades till mikroskalanivå för framställning av WPC-filament.Avfallsmaterialet hammarmaldes, maldes i en flishugg och siktades med en vibrerande avluftningsanordning, som använde en 80-mikrons sikt.
Vid slutet av denna process var träavfallet i ett pulvertillstånd med en granulär beståndsdel av spannmålsmjöl.Materialet kallades nu för "träavfallspulver".
I nästa steg förbereddes PLA för att blandas med träavfallspulvret.PLA-pellets värmdes vid 210°C tills de blev omrörbara.Träpulvret sattes till den smälta PLA-blandningen med varierande trä till PLA viktprocent (vikt%) mellan 10 vikt%-40 vikt% träavfallspulver.
Det stelnade materialet lades återigen in i flishuggen för att förbereda för återvinningsbottnen med öppen källkod, en plastextruder för filamenttillverkning.
Glödtråden som tillverkades var 1,65 mm, tunnare i diameter än standard 3D-glödtråden på marknaden, dvs 1,75 mm.
Träfilamentet testades genom att tillverka olika föremål, såsom en träkub, ett dörrhandtag och ett lådhandtag.På grund av trätrådens mekaniska egenskaper gjordes justeringar av Delta RepRap och Re:3D Gigabot v. GB2 3D-skrivare som användes i studien.Ändringarna inkluderade modifiering av extrudern och kontroll av utskriftshastigheten.
Att trycka ved på en idealisk temperatur är också en viktig faktor eftersom hög temperatur kan förkolna träet och täppa till munstycket.I detta fall trycktes träfilamentet vid 185C.
Forskarna visade att det var praktiskt att tillverka träfilament med träavfall från möbler.Men de tog upp viktiga poäng för framtida studier.Dessa omfattade de ekonomiska och miljömässiga effekterna, detaljer om mekaniska egenskaper, möjligheten till industriell produktion.
Uppsatsen avslutade: "denna studie har visat en tekniskt genomförbar metod för att återanvända träavfall från möbler till användbara 3D-utskrivbara delar för möbelindustrin.Genom att blanda PLA-pellets och återvunnet träavfallsmaterial framställdes filament med en diameter på 1,65±0,10 mm och användes för att trycka en liten mängd testdelar.Denna metod som utvecklas i labbet kan skalas upp för att möta industrins behov eftersom processstegen är okomplicerade.Små satser med 40 viktprocent trä skapades, men visade minskad repeterbarhet, medan satser med 30 viktprocent virke visade mest lovande med enkel användning.”
Forskningsuppsatsen som diskuteras i den här artikeln har titeln Wood Furniture Waste-Based Recycled 3-D Printing Filament.Den är medförfattare av Adam M. Pringle, Mark Rudnicki och Joshua Pearce.
För fler nyheter om den senaste utvecklingen inom 3D-utskrift, prenumerera på vårt nyhetsbrev för 3D-utskrift.Gå också med oss på Facebook och Twitter.
Posttid: 2020-07-07