Nel tentativo di mitigare l’impatto ambientale della stampa 3D, diverse organizzazioni hanno iniziato a creare filamenti riciclati, realizzati non solo da stampe fallite, ma anche da bottiglie d’acqua e altri rifiuti. Sono disponibili anche estrusori a filamento economici per consentire ai produttori di creare il proprio filamento da materiali riciclabili. Non solo i filamenti riciclati aiutano l’ambiente, ma aiutano anche gli utenti di stampanti 3D a risparmiare denaro ed essere più autosufficienti, rendendo la tecnologia più praticabile nelle comunità remote.
Produttore di stampanti 3D re: 3D ha lavorato per rendere la stampante Gigabot 3D in grado di stampare con materiali riciclati, allo scopo di aiutare le persone nelle comunità remote a diventare più autosufficienti. In un documento intitolato ” Fabbricazione di particelle fuse Stampa 3-D: Ottimizzazione dei materiali riciclati e proprietà meccaniche “, un team di ricercatori ha utilizzato un prototipo di stampante Gigabot X 3D open source per testare e ottimizzare i materiali di stampa 3D riciclati.
Nello studio sono stati analizzati pellet e stampe vergini in PLA e confrontati con quattro polimeri riciclati: PLA, ABS, PET e PP.
Parte superiore: ABS riciclato, fondo: PET riciclato
“Le caratteristiche dimensionali dei vari materiali sono state quantificate utilizzando l’elaborazione digitale delle immagini”, spiegano i ricercatori. “Quindi, sono state utilizzate matrici di velocità di potenza e ugelli per ottimizzare la velocità di stampa, e un test di stampa è stato utilizzato per massimizzare l’uscita per un estrusore a stadi a due temperature per una data materia prima polimerica. Le prove di trazione ASTM tipo 4 sono state utilizzate per determinare le proprietà meccaniche di ciascuna plastica quando sono state stampate con un sistema di estrusione di azionamento di particelle e sono state confrontate con la stampa di pellicole “.
La Gigabot X si è dimostrata in grado di stampare materiali da 6,5 a 13 volte più velocemente rispetto alle stampanti 3D convenzionali a seconda del materiale, senza una significativa riduzione delle proprietà meccaniche. Ciò è significativo perché ogni volta che un polimero viene riscaldato ed estruso, sia durante il processo di creazione del filamento o il processo di stampa 3D, le sue proprietà meccaniche sono degradate. Un’opzione per ridurre il degrado, spiegano i ricercatori, è la stampa 3D direttamente da scarti o particelle di plastica riciclata.
La Gigabot X era anche in grado di stampare in 3D con una vasta gamma di dimensioni e distribuzioni di particelle, il che apre maggiori possibilità per l’uso di materiali diversi da pellet e filamenti. La lavorazione dei materiali è stata minima – hanno solo bisogno di essere puliti e macinati o triturati. Sono stati eseguiti test meccanici con resistenza a trazione e hanno dimostrato che le proprietà del polimero non erano degradate; tuttavia, i ricercatori suggeriscono che ulteriori test meccanici dovrebbero essere eseguiti per testare proprietà come compressione, resistenza all’urto, resistenza alla frattura, test di scorrimento, test di fatica e resistenza alla flessione.
Ci sono alcune limitazioni con il prototipo Gigabot X, inclusa una risoluzione inferiore alla normale nel piano XY. A causa delle elevate velocità di trasferimento del calore dall’ampia area di contatto dell’hotend della stampante, le parti inferiori a 20 mm x 20 mm non possono essere stampate in modo affidabile in 3D. Al momento il Gigabot X non dispone di un sistema di raffreddamento, quindi è limitato nelle geometrie delle parti che può stampare. Tuttavia, è ancora un prototipo e quindi può essere considerato un work in progress.
Gli autori del documento includono Aubrey L. Woern, Dennis J. Byard, Robert B. Oakley, Matthew J. Fiedler, Samantha L. Snabes e Joshua M. Pearce.
