Des scientifiques de l'Université technologique du Michigan à Houghton ont réussi à fabriquer un filament de bois imprimable en 3D à partir de déchets de bois de meubles.
Le succès a été publié dans un document de recherche co-écrit par le champion de l'open source Joshua Pearce.Le document explore la possibilité de recycler les déchets de meubles en filaments de bois afin de réduire les impacts environnementaux des déchets de bois.
Selon le journal, l'industrie du meuble du Michigan produit à elle seule plus de 150 tonnes de déchets de bois par jour.
Au cours d'un processus en quatre étapes, les scientifiques ont démontré la possibilité de fabriquer du filament de bois pour l'impression 3D avec une combinaison de déchets de bois et de plastique PLA.Le mélange de ces deux matériaux est mieux connu sous le nom de composite bois-plastique (WPC).
Dans un premier temps, les déchets de bois ont été acquis auprès de diverses entreprises de fabrication de meubles du Michigan.Les déchets comprenaient des dalles solides et de la sciure de MDF, de LDF et de mélamine.
Ces dalles solides et sciures ont été réduites à un niveau microscopique pour la préparation du filament WPC.Les déchets ont été broyés au marteau, broyés dans une déchiqueteuse à bois et tamisés à l'aide d'un dispositif de désaération vibrant utilisant un tamis à mailles de 80 microns.
À la fin de ce processus, les déchets de bois étaient à l’état de poudre avec une composition granulaire de farine de céréales.Le matériau était désormais appelé « poudre de déchets de bois ».
À l’étape suivante, le PLA a été préparé pour être mélangé à la poudre de déchets de bois.Les pastilles de PLA ont été chauffées à 210 °C jusqu'à ce qu'elles puissent être agitées.La poudre de bois a été ajoutée au mélange de PLA fondu avec un pourcentage en poids de bois par rapport au PLA (% en poids) compris entre 10 % en poids et 40 % en poids de poudre de déchets de bois.
Le matériau solidifié a de nouveau été placé dans la déchiqueteuse à bois pour préparer le recyclebot open source, une extrudeuse de plastique pour la fabrication de filaments.
Le filament fabriqué mesurait 1,65 mm, soit un diamètre plus fin que le filament 3D standard disponible sur le marché, soit 1,75 mm.
Le filament de bois a été testé en fabriquant divers objets, tels qu'un cube en bois, une poignée de porte et une poignée de tiroir.En raison des propriétés mécaniques du filament de bois, des ajustements ont été apportés aux imprimantes 3D Delta RepRap et Re:3D Gigabot v. GB2 utilisées dans l'étude.Les modifications comprenaient la modification de l'extrudeuse et le contrôle de la vitesse d'impression.
Imprimer du bois à une température idéale est également un facteur important, car une température élevée peut carboniser le bois et obstruer la buse.Dans ce cas, le filament de bois a été imprimé à 185°C.
Les chercheurs ont montré qu’il était pratique de fabriquer des filaments de bois à partir de déchets de bois de meubles.Cependant, ils ont soulevé des points importants pour une étude future.Ceux-ci comprenaient les impacts économiques et environnementaux, les détails des propriétés mécaniques et la possibilité d'une production à l'échelle industrielle.
Le document concluait : « Cette étude a démontré une méthodologie techniquement viable de valorisation des déchets de bois de meubles en pièces imprimables en 3D utilisables pour l'industrie du meuble.En mélangeant des granulés de PLA et des déchets de bois recyclés, un filament d'un diamètre de 1,65 ± 0,10 mm a été produit et utilisé pour imprimer une petite variété de pièces de test.Cette méthode, bien que développée en laboratoire, peut être étendue pour répondre aux besoins de l'industrie car les étapes du processus sont simples.De petits lots de 40 % en poids de bois ont été créés, mais ont montré une répétabilité réduite, tandis que les lots de 30 % en poids de bois se sont montrés les plus prometteurs en termes de facilité d'utilisation.
Le document de recherche discuté dans cet article s’intitule Filament d’impression 3D recyclé à base de déchets de meubles en bois.Il est co-écrit par Adam M. Pringle, Mark Rudnicki et Joshua Pearce.
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Heure de publication : 07 février 2020