Migliorare l’economia circolare della stampa 3D con il riciclaggio della plastica
I ricercatori dell’Università francese di Lorena e dell’Università tecnologica del Michigan esplorano un argomento di cui molti utenti sono molto preoccupati, dettagliato nel recente pubblicato ” Riciclo della plastica nella produzione di additivi: una revisione sistematica della letteratura e opportunità per l’economia circolare “.
Poiché la stampa 3D è salita alle stelle negli ultimi anni, così anche la produzione, e lo scarto, di enormi quantità di materiali, ben oltre lo standard ABS e PLA. E mentre gli utenti di tutto il mondo sono preoccupati per l’accumulo di rifiuti nelle discariche, ci sono nuove considerazioni per il riutilizzo e il riciclaggio dei materiali di stampa 3D.
Tale attività è stata ben evidenziata dalla valutazione del materiale al riciclaggio e al compostaggio , fino al reclutamento di robot per il riciclaggio . In questo ultimo studio, i ricercatori hanno studiato l’ulteriore concetto di “economia circolare” con l’uso del riciclaggio distribuito attraverso la produzione additiva (DRAM), comprese sei fasi per questa ricerca.
Le meraviglie della plastica possono abbondare per alcune applicazioni; tuttavia, la quantità di rifiuti prodotti è innegabilmente inquietante e minaccia l’ambiente a tutti i livelli. Gli autori sottolineano che, sebbene i “tassi di riciclaggio rimangano bassi”, vi è la speranza che il riciclaggio nei processi AM possa aprire la strada a una tendenza più positiva, specialmente se si prevede che il mercato si espanderà sostanzialmente, con gli autori che citano un numero previsto di oltre $ 23 miliardi negli Stati Uniti entro il 2026.
La produzione AM e i conseguenti sforzi di riciclaggio potrebbero ragionevolmente concentrarsi sulle strutture locali piuttosto che a livello globale, offrendo maggiore facilità nel riciclaggio e iniziando a farlo prima nella crescita della tecnologia in generale. Un’economia circolare potrebbe consentire l’uso di più catene di approvvigionamento locali, con conseguente riciclaggio in situ. Ciò potrebbe anche significare meno necessità di trasporto di materiali.
“Pertanto, AM può essere visto come uno strumento di riciclaggio per riutilizzare un materiale di scarto termoplastico e quindi influenzare la struttura della fornitura di materiale per migliorare l’efficienza del consumo di risorse. In effetti, l’utilizzo della tecnologia open source è un fattore importante per stimolare il processo di riciclaggio locale “, affermano gli autori.
I polimeri tipici utilizzati nella produzione additiva includono:
termoplastici
termoindurenti
elastomeri
Gli idrogel
Polimeri funzionali
Miscele di polimeri
compositi
Sistemi biologici
“Considerando la gestione dei rifiuti, sicuramente il principio strato per strato migliora le rese del materiale (rapporto tra peso del prodotto finale / peso del materiale in entrata). Tuttavia, esempi di rifiuti includono materiali polverosi che non sono più utilizzabili, rifiuti generati da difetti imprevisti e / o strutture di supporto create nel processo di stampa “, hanno affermato i ricercatori.
Il processo DRAM è costituito dai seguenti sei passaggi:
Recupero
Preparazione
Ad aggravare
materia prima
Stampa
Qualità
Quadro di riciclaggio a circuito chiuso per il riciclaggio distribuito attraverso il processo di produzione additiva (DRAM). Cruz Cruz Sanchez et al. / Journal of Cleaner Production 264 (2020)
Notando che sia le fasi di recupero che di preparazione del processo di riciclaggio dell’AM sono “meno studiate”, i ricercatori suggeriscono che dovrebbero essere spesi maggiori sforzi nel pretrattamento dei materiali riciclati. Raccomandano anche modelli migliori per la raccolta dei rifiuti e tecnologia e metodologia per valutare il materiale di scarto in generale.
“… è stato osservato che nella comunità scientifica è già stato svolto un grande lavoro al fine di convalidare la fattibilità tecnica nelle fasi di compounding, materie prime e stampa per numerosi materiali mono e compositi, materiali basati su risorse riciclate. Ciò è spiegato dal fatto che la struttura e la fattibilità dei livelli di valutazione della produzione sono ben documentate in letteratura “, hanno concluso i ricercatori. “Tuttavia, per massimizzare il potenziale di distribuzione del riciclaggio, l’attenzione dovrebbe essere focalizzata sulla volontà di utilizzare oggetti 3D riciclati. Sono state trovate diverse applicazioni guidate di materiale di scarto tra cui mobili, giocattoli. La convalida di DRAM deve continuare a mostrare l’utilità delle parti stampate riciclate. Tuttavia, la ricerca sulla creazione di standard minimi e il quadro giuridico sono elementi importanti da convalidare. “
“Infine, abbiamo proposto diversi percorsi di ricerca futuri a livello micro, meso e macro per comprendere meglio le connessioni tra economia circolare e distribuzione del riciclaggio per raggiungere il pieno potenziale. La creazione di tali collegamenti può aiutare nello sviluppo di aspetti tecnici, sociali ed economici che promuovono le politiche di gestione dei rifiuti per migliorare il riciclaggio a circuito chiuso e aperto. “
