Biopolimeri utilizzati per la stampa 3D
Come discusso nella nostra serie sul ruolo della stampa 3D e dei polimeri nel (evitare o contribuire al) collasso ecologico, i biopolimeri possono essere un fattore cruciale nell’equazione per mantenere una parvenza di società postindustriale che può coesistere con la vita sulla Terra. Ora, il progetto SeaBioComp ha dimostrato le possibilità dei biopolimeri per la stampa 3D per uso industriale su larga scala.
I numerosi membri dell’iniziativa Interreg, finanziata dall’UE, hanno scelto di produrre un paraflutti paracolpi utilizzato per proteggere le strutture durante l’ormeggio e la guida delle navi. Per sostituire il legno tropicale e la plastica sintetica nella costruzione di parafanghi, il team ha esplorato l’uso di due materiali, il PETG riciclato con rinforzo in fibra di vetro (rPETG-GF30) e il polimero di amido termoplastico (TSP).
Il membro del progetto De Klerk Waterbouw , uno specialista nell’installazione di prodotti marini, ha delineato i requisiti di progettazione per il componente. Ciò includeva una larghezza di 400 mm, una base che gli consente di scivolare in una struttura ausiliaria, una cavità aperta che può essere riempita con materiali per migliorare la resistenza agli urti e l’assorbimento di energia.
Un’unità parafango campione composta da una combinazione di TPS e PLA è stata stampata dalla società di produzione composita olandese Poly Products utilizzando una stampante 3D su larga scala di CEAD . La struttura è stata sottoposta a prove sui materiali da parte dell’Università di Portsmouth e prove meccaniche da parte di De Klerk Waterbouw, che ha riportato risultati promettenti. Il prossimo passo è un’ulteriore ottimizzazione del design, dei materiali e del processo di produzione prima che venga realizzato un parafango su vasta scala.
I risultati dei test sui materiali condotti dall’Università di Portsmouth e i test meccanici di De Klerk Waterbouw mostrano risultati molto promettenti e l’ulteriore ottimizzazione di progetti, materiali e produzione potrebbe portare alla futura produzione su vasta scala. Ciò porterà all’installazione di un parafango stampato in scala 3D per testare le prestazioni della struttura sul campo.
Come discusso nella nostra storia sui TSP , questi materiali sono difficili da elaborare e fragili a temperatura ambiente. Realizzati con gli stessi amidi (al contrario dell’acido lattico derivato dagli amidi, come il PLA), i TSP vengono generalmente miscelati con altri plastificanti. In questo caso, il TSP è stato mescolato con il PLA, che ha i suoi problemi ecologici ma dimostra una forte promessa sui polimeri petrolchimici se può essere coltivato e raccolto in modo sostenibile.
Poiché le società chimiche stanno investendo in materie plastiche a base di combustibili fossili (oltre ai biopolimeri) in parte per coprire le loro scommesse su una transizione globale alle energie rinnovabili (che ha anche i suoi problemi ecologici), è necessario dimostrare la fattibilità dei biopolimeri in applicazioni industriali su larga scala. Per questo motivo, i ricercatori dell’Università di Tecnologia e Design di Singapore hanno stampato in 3D una pala di turbina eolica completamente biodegradabile con chitina e cellulosa.
Se siamo in grado di mostrare al mondo che biopolimeri come i TSP possono essere usati per sostituire la tradizionale petroplastica, esiste la possibilità che possiamo mantenere alcuni degli elementi della società postindustriale facendo affidamento su risorse più sostenibili. Siamo, tuttavia, molto lontani dall’esporre quelle possibilità. Il progetto SeaBioComp è un piccolo ma importante passo nel mostrare le applicazioni della stampa 3D con bioplastiche.
Oltre a dimostrare tali applicazioni, sarà importante riportare il ciclo di vita di questi progetti, incluso dove e come sono stati raccolti i materiali, la durata complessiva degli articoli realizzati e dove finiscono, nonché le emissioni delle spedizioni e l’energia utilizzata per produrli. Il movimento di decrescita ci ha anche mostrato che è necessario non solo sostituire i materiali e le tecnologie di produzione esistenti, ma anche ridurre la produzione e il consumo totali, poiché il paradosso di Jevon può condurre i cosiddetti processi sostenibili per aumentare le attività di produzione e consumo totali, semplicemente aggiungendo a il totale delle impronte dei materiali e delle emissioni delle operazioni esistenti basate sui combustibili fossili.
