Riciclaggio di filamenti: valutazione della risposta meccanica dell’ABS in più cicli
I ricercatori greci sperimentano la sostenibilità dei materiali, descrivendo in dettaglio i risultati del loro studio nel recente ” Produzione di additivi sostenibili: risposta meccanica di acrilonitrile-butadiene-stirene su più processi di riciclaggio “.
Lo studio della scienza dei materiali è enorme all’interno degli utenti della stampa 3D e della comunità di ricerca di oggi, in continua espansione man mano che si presenta un’innovazione dopo l’altra, che richiede software, hardware e filamenti, resine o polveri specifici. I polimeri, in particolare, continuano ad essere apprezzati dagli utenti a tutti i livelli di esperienza, principalmente a causa delle buone temperature operative, delle proprietà termiche e della resistenza alla corrosione.
“Diversi studi si sono concentrati sulla riciclabilità dei rifiuti polimerici espellendoli e quindi stampandoli a iniezione in nuove parti o campioni per esaminarne le proprietà meccaniche, fisiche e termiche”, hanno affermato i ricercatori. “Un’altra nuova strategia è quella di mescolare rifiuti di materiale biodegradabile naturale, ovvero fibre di banana o gusci di cozze con rifiuti di polimeri riciclati, che può portare all’efficace riduzione dei rifiuti di plastica”.
La ricerca si è anche concentrata sul riciclaggio per la tecnologia di produzione additiva industriale, consentendo di riutilizzare una varietà di materiali. Quanto segue mostra anche un buon potenziale per il riciclo: polietilene tereftalato (PET), polveri di poliammide (PA), polveri di ossido di alluminio e polveri di acciaio inossidabile.
I ricercatori stanno anche valutando la fattibilità del riciclaggio e della combinazione di polietilene a bassa e alta densità (LDPE / HDPE). Per la stampa 3D FFF, polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (HDPE), polietilene (PE), polipropilene (PP), nylon e altre alternative come pneumatici riciclati .
Molta ricerca si è anche concentrata sul riciclaggio e la biodegradabilità dell’acido polilattico (PLA), uno dei materiali di stampa 3D più popolari, con gli autori che hanno notato che mentre si è concentrata maggiormente sul riutilizzo dei materiali, le differenze di qualità sono state notato per quanto riguarda i confronti con i filamenti di stampa 3D vergini .
Stampa 3D parametri critici dell’economia circolare e volume del mercato globale dei filamenti nel 2019 (fonte dei dati sul volume di mercato: https://www.marketwatch.com/ ).
Per questo studio, i ricercatori si sono occupati principalmente degli effetti sulle proprietà meccaniche durante la stampa con polimeri di acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) riciclati. La polvere è stata utilizzata per creare un filamento vergine per estrusione, fabbricando campioni di prova per lo studio che sono stati quindi misurati, valutati e testati. Il filamento residuo è stato riciclato in pellet per l’estrusione (utilizzando un trituratore 3devo ), con proprietà meccaniche poi testate ulteriormente.
I ricercatori hanno eseguito in totale sei serie di riciclaggio, con campioni stampati in 3D su un inventore Flashforge .
I campioni di ABS sono stati stampati per i seguenti test:
di tensione
Compressione
Flessione
urto
Micro-durezza
Complessivamente, le proprietà meccaniche sono aumentate fino alla quinta serie di riciclaggio.
Risultati complessivi sulle proprietà meccaniche dell’ABS vergine e riciclato nei 6 corsi di riciclo studiati.
“L’aumento delle proprietà meccaniche dei campioni fino al quinto ciclo e la diminuzione nel sesto ciclo possono essere giustificati dal presupposto che i primi corsi di ciclo termico polimerico causano il riallineamento delle catene polimeriche amorfe, aumentando così le interazioni molecolari , stabilità e risposta meccanica complessiva del polimero “, hanno concluso i ricercatori. “Dopo il quinto corso di riciclaggio, si verifica la degradazione chimica, rompendo parti delle catene polimeriche, che è responsabile della riduzione della mobilità delle catene ABS e dell’aumento della temperatura T g del polimero.
“I prossimi passi basati su questo lavoro sono studiare i cambiamenti di struttura, morfologia e proprietà termiche del filamento di ABS durante questo processo di riciclaggio.”
