शोधकर्ता एफडीएम/एफएफएफ लकड़ी का फिलामेंट बनाने के लिए औद्योगिक लकड़ी-कचरे का उपयोग करते हैं

मिशिगन टेक्नोलॉजी यूनिवर्सिटी, हॉटन के वैज्ञानिकों ने फर्नीचर की लकड़ी के कचरे से सफलतापूर्वक 3डी प्रिंट करने योग्य लकड़ी का फिलामेंट बनाया है।

यह सफलता ओपन-सोर्स चैंपियन जोशुआ पीयर्स द्वारा सह-लेखक एक शोध पत्र में प्रकाशित की गई थी।पेपर ने लकड़ी के कचरे के पर्यावरणीय प्रभावों को कम करने के लिए फर्नीचर कचरे को लकड़ी के फिलामेंट में पुनर्चक्रित करने की संभावना का पता लगाया।

अखबार के अनुसार, अकेले मिशिगन में फर्नीचर उद्योग एक दिन में 150 टन से अधिक लकड़ी-कचरा पैदा करता है।

चार-चरणीय प्रक्रिया में, वैज्ञानिकों ने लकड़ी-कचरे और पीएलए प्लास्टिक के संयोजन से 3डी प्रिंटिंग लकड़ी का फिलामेंट बनाने की संभावना का प्रदर्शन किया।इन दोनों सामग्रियों के मिश्रण को लकड़ी-प्लास्टिक-मिश्रित (डब्ल्यूपीसी) के रूप में जाना जाता है।

पहले चरण में, मिशिगन में विभिन्न फर्नीचर निर्माण कंपनियों से लकड़ी का कचरा प्राप्त किया गया था।कचरे में एमडीएफ, एलडीएफ और मेलामाइन के ठोस स्लैब और चूरा शामिल थे।

डब्ल्यूपीसी फिलामेंट की तैयारी के लिए इन ठोस स्लैब और चूरा को सूक्ष्म पैमाने के स्तर तक कम किया गया।अपशिष्ट पदार्थ को हथौड़े से पीसा गया, लकड़ी के टुकड़े में पीसा गया और एक कंपन डी-एयरिंग उपकरण का उपयोग करके छान लिया गया, जिसमें 80-माइक्रोन जाल सिफ्टर का उपयोग किया गया था।

इस प्रक्रिया के अंत तक, लकड़ी का कचरा अनाज के आटे के दानेदार घटक के साथ पाउडर अवस्था में था।सामग्री को अब "लकड़ी-अपशिष्ट पाउडर" कहा जाता था।

अगले चरण में, पीएलए को लकड़ी-कचरे के पाउडर के साथ मिलाने के लिए तैयार किया गया।पीएलए छर्रों को 210C पर गर्म किया गया जब तक कि वे हिलाने योग्य न हो जाएं।लकड़ी के पाउडर को पिघले हुए PLA मिश्रण में 10wt% -40wt% लकड़ी-अपशिष्ट पाउडर के बीच अलग-अलग लकड़ी से PLA वजन प्रतिशत (wt%) के साथ जोड़ा गया था।

ओपन-सोर्स रीसायकलबॉट, फिलामेंट बनाने के लिए एक प्लास्टिक एक्सट्रूडर, तैयार करने के लिए ठोस सामग्री को फिर से लकड़ी के टुकड़े में डाल दिया गया था।

निर्मित फिलामेंट 1.65 मिमी था, जो बाजार में उपलब्ध मानक 3डी फिलामेंट, यानी 1.75 मिमी की तुलना में व्यास में पतला था।

लकड़ी के फिलामेंट का परीक्षण विभिन्न वस्तुओं, जैसे कि लकड़ी का क्यूब, दरवाज़े का हैंडल और दराज के हैंडल को बनाकर किया गया था।लकड़ी के फिलामेंट के यांत्रिक गुणों के कारण, अध्ययन में उपयोग किए गए डेल्टा रिप्रैप और रे: 3 डी गिगाबोट बनाम जीबी 2 3 डी प्रिंटर में समायोजन किया गया था।परिवर्तनों में एक्सट्रूडर को संशोधित करना और प्रिंट की गति को नियंत्रित करना शामिल था।

आदर्श तापमान पर लकड़ी की छपाई भी एक महत्वपूर्ण कारक है क्योंकि उच्च तापमान लकड़ी को जला सकता है और नोजल को रोक सकता है।इस मामले में लकड़ी का फिलामेंट 185C पर मुद्रित किया गया था।

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि फर्नीचर की लकड़ी के कचरे का उपयोग करके लकड़ी का फिलामेंट बनाना व्यावहारिक था।हालाँकि, उन्होंने भविष्य के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण बिंदु उठाए।इनमें आर्थिक और पर्यावरणीय प्रभाव, यांत्रिक गुणों का विवरण, औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन की संभावना शामिल थी।

पेपर ने निष्कर्ष निकाला: “इस अध्ययन ने फर्नीचर उद्योग के लिए उपयोग योग्य 3-डी प्रिंट करने योग्य भागों में फर्नीचर लकड़ी के कचरे को अपसाइक्लिंग करने की तकनीकी रूप से व्यवहार्य पद्धति का प्रदर्शन किया है।पीएलए छर्रों और पुनर्नवीनीकरण लकड़ी के अपशिष्ट पदार्थ को मिलाकर 1.65±0.10 मिमी के व्यास आकार के साथ फिलामेंट का उत्पादन किया गया था और इसका उपयोग छोटे प्रकार के परीक्षण भागों को मुद्रित करने के लिए किया गया था।प्रयोगशाला में विकसित इस पद्धति को उद्योग की जरूरतों को पूरा करने के लिए बढ़ाया जा सकता है क्योंकि प्रक्रिया के चरण सरल हैं।40wt% लकड़ी के छोटे बैच बनाए गए, लेकिन उनमें पुनरावृत्ति कम देखी गई, जबकि 30wt% लकड़ी के बैचों ने उपयोग में आसानी के साथ सबसे अधिक आशाजनक प्रदर्शन किया।

इस आलेख में चर्चा किए गए शोध पत्र का शीर्षक लकड़ी के फर्नीचर अपशिष्ट-आधारित पुनर्नवीनीकरण 3-डी प्रिंटिंग फिलामेंट है।इसके सह-लेखक एडम एम. प्रिंगल, मार्क रुडनिकी और जोशुआ पीयर्स हैं।

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