Gli scienziati della Michigan Technology University, Houghton, hanno realizzato con successo un filamento di legno stampabile in 3D dagli scarti di legno dei mobili.
Il successo è stato pubblicato in un documento di ricerca scritto in collaborazione dal campione dell'open source Joshua Pearce.L’articolo ha esplorato la possibilità di riciclare i rifiuti di mobili in filamenti di legno per ridurre l’impatto ambientale dei rifiuti di legno.
Secondo il giornale, solo l'industria del mobile del Michigan produce più di 150 tonnellate di scarti di legno al giorno.
In un processo in quattro fasi, gli scienziati hanno dimostrato la possibilità di realizzare filamenti di legno per la stampa 3D con una combinazione di scarti di legno e plastica PLA.La miscela di questi due materiali è meglio conosciuta come composito legno-plastica (WPC).
Nella prima fase, i rifiuti di legno sono stati acquistati da diverse aziende produttrici di mobili nel Michigan.I rifiuti includevano lastre solide e segatura di MDF, LDF e melammina.
Queste lastre solide e segatura sono state ridotte a livello microscala per la preparazione del filamento WPC.Il materiale di scarto è stato macinato a martelli, macinato in una cippatrice e setacciato utilizzando un dispositivo di disaerazione vibrante, che utilizzava un setaccio a rete da 80 micron.
Alla fine di questo processo, gli scarti di legno erano allo stato polverulento con una composizione granulare di farina di grano.Il materiale veniva ora chiamato “polvere di scarti di legno”.
Nella fase successiva, il PLA è stato preparato per mescolarsi con la polvere di scarto di legno.I pellet di PLA sono stati riscaldati a 210°C finché non sono diventati agitabili.La polvere di legno è stata aggiunta alla miscela di PLA fusa con una percentuale in peso di legno/PLA variabile (in peso%) compresa tra il 10% in peso e il 40% in peso di polvere di scarti di legno.
Il materiale solidificato è stato nuovamente immesso nella cippatrice per prepararlo al recyclebot open source, un estrusore di plastica per la produzione di filamenti.
Il filamento fabbricato era di 1,65 mm, un diametro più sottile rispetto al filamento 3D standard disponibile sul mercato, ovvero 1,75 mm.
Il filamento di legno è stato testato fabbricando vari oggetti, come un cubo di legno, una maniglia di una porta e una maniglia di un cassetto.A causa delle proprietà meccaniche del filamento di legno, sono state apportate modifiche alle stampanti 3D Delta RepRap e Re:3D Gigabot v. GB2 utilizzate nello studio.Le modifiche includevano la modifica dell'estrusore e il controllo della velocità di stampa.
Anche stampare il legno a una temperatura ideale è un fattore importante poiché l'alta temperatura può carbonizzare il legno e ostruire l'ugello.In questo caso il filamento di legno è stato stampato a 185°C.
I ricercatori hanno dimostrato che era pratico produrre filamenti di legno utilizzando gli scarti di legno dei mobili.Tuttavia, hanno sollevato punti significativi per studi futuri.Questi includevano gli impatti economici e ambientali, i dettagli delle proprietà meccaniche, la possibilità di produzione su scala industriale.
L’articolo conclude: “questo studio ha dimostrato una metodologia tecnicamente fattibile per riciclare i rifiuti di legno dei mobili in parti stampabili in 3D utilizzabili per l’industria del mobile.Miscelando pellet di PLA e materiali di scarto di legno riciclato è stato prodotto un filamento con un diametro di 1,65±0,10 mm e utilizzato per stampare una piccola varietà di parti di prova.Questo metodo, sebbene sviluppato in laboratorio, può essere ampliato per soddisfare le esigenze del settore poiché le fasi del processo sono semplici.Sono stati creati piccoli lotti di legno al 40% in peso, ma hanno mostrato una ripetibilità ridotta, mentre i lotti di legno al 30% in peso si sono rivelati più promettenti in termini di facilità d’uso”.
Il documento di ricerca discusso in questo articolo è intitolato Filamento per stampa 3D riciclato basato sui rifiuti di mobili in legno.È coautore di Adam M. Pringle, Mark Rudnicki e Joshua Pearce.
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Orario di pubblicazione: 07-febbraio-2020