Los investigadores utilizan residuos de madera industrial para fabricar filamentos de madera FDM/FFF

Científicos de la Universidad Tecnológica de Michigan en Houghton han logrado fabricar filamentos de madera imprimibles en 3D a partir de desechos de madera de muebles.

El éxito se publicó en un artículo de investigación del que es coautor el defensor del código abierto Joshua Pearce.El documento exploró la posibilidad de reciclar desechos de muebles para convertirlos en filamentos de madera para reducir el impacto ambiental de los desechos de madera.

Según el periódico, sólo la industria del mueble de Michigan produce más de 150 toneladas de residuos de madera al día.

En un proceso de cuatro pasos, los científicos demostraron la posibilidad de fabricar filamentos de madera para impresión 3D con una combinación de desechos de madera y plástico PLA.La mezcla de estos dos materiales se conoce mejor como compuesto de madera y plástico (WPC).

En el primer paso, se adquirieron residuos de madera de diversas empresas fabricantes de muebles en Michigan.Los residuos incluían losas macizas y aserrín de MDF, LDF y melamina.

Estas losas sólidas y el aserrín se redujeron a un nivel de microescala para la preparación del filamento de WPC.El material de desecho se molió con un martillo, se molió en una trituradora de madera y se tamizó utilizando un dispositivo de desaireación vibratorio, que utilizaba un tamiz de malla de 80 micrones.

Al final de este proceso, los desechos de madera estaban en estado de polvo con una porción granular de harina de grano.El material pasó a denominarse “polvo de desechos de madera”.

En el siguiente paso, se preparó PLA para mezclarlo con el polvo de desechos de madera.Los gránulos de PLA se calentaron a 210 °C hasta que se pudieron agitar.El polvo de madera se añadió a la mezcla de PLA derretido con un porcentaje en peso de madera a PLA variable (%) entre 10% en peso y 40% en peso de polvo de desechos de madera.

El material solidificado se volvió a colocar en la trituradora de madera para prepararlo para el robot de reciclaje de código abierto, una extrusora de plástico para fabricar filamentos.

El filamento fabricado tenía 1,65 mm, un diámetro más delgado que el filamento 3D estándar disponible en el mercado, es decir, 1,75 mm.

El filamento de madera se probó fabricando varios elementos, como un cubo de madera, un pomo de puerta y un tirador de cajón.Debido a las propiedades mecánicas del filamento de madera, se realizaron ajustes en las impresoras 3D Delta RepRap y Re:3D Gigabot v. GB2 utilizadas en el estudio.Las modificaciones incluyeron modificar la extrusora y controlar la velocidad de impresión.

Imprimir madera a una temperatura ideal también es un factor importante, ya que las altas temperaturas pueden carbonizar la madera y obstruir la boquilla.En este caso el filamento de madera se imprimió a 185C.

Los investigadores demostraron que era práctico fabricar filamentos de madera utilizando desechos de madera de muebles.Sin embargo, plantearon puntos importantes para estudios futuros.Estos incluían los impactos económicos y ambientales, detalles de las propiedades mecánicas y la posibilidad de producción a escala industrial.

El documento concluía: “este estudio ha demostrado una metodología técnicamente viable para reciclar residuos de madera de muebles y convertirlos en piezas utilizables imprimibles en 3D para la industria del mueble.Mezclando bolitas de PLA y material de desecho de madera reciclado, se produjo un filamento con un diámetro de 1,65 ± 0,10 mm y se utilizó para imprimir una pequeña variedad de piezas de prueba.Este método, aunque se desarrolla en el laboratorio, se puede ampliar para satisfacer las necesidades de la industria, ya que los pasos del proceso no son complicados.Se crearon pequeños lotes de 40% en peso de madera, pero mostraron una repetibilidad reducida, mientras que los lotes de 30% en peso de madera fueron los más prometedores en cuanto a facilidad de uso”.

El trabajo de investigación analizado en este artículo se titula Filamento de impresión 3D reciclado a base de residuos de muebles de madera.Los coautores son Adam M. Pringle, Mark Rudnicki y Joshua Pearce.

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Hora de publicación: 07-feb-2020
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