นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมิชิแกน Houghton ประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นใยไม้ที่พิมพ์ได้แบบ 3 มิติจากเศษไม้ในเฟอร์นิเจอร์
ความสำเร็จนี้ได้รับการตีพิมพ์ในงานวิจัยที่ร่วมเขียนโดย Joshua Pearce แชมป์โอเพ่นซอร์สงานวิจัยนี้ได้สำรวจความเป็นไปได้ในการอัปไซเคิลขยะเฟอร์นิเจอร์ให้เป็นเส้นใยไม้ เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากขยะไม้
ตามรายงาน อุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์ในรัฐมิชิแกนเพียงแห่งเดียวผลิตขยะไม้มากกว่า 150 ตันต่อวัน
ในกระบวนการสี่ขั้นตอน นักวิทยาศาสตร์ได้สาธิตความเป็นไปได้ในการผลิตเส้นใยไม้จากการพิมพ์ 3 มิติที่มีส่วนผสมของเศษไม้และพลาสติก PLAส่วนผสมของวัสดุทั้งสองนี้เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อไม้พลาสติกคอมโพสิต (WPC)
ในขั้นตอนแรก เศษไม้ได้มาจากบริษัทผู้ผลิตเฟอร์นิเจอร์หลายแห่งในรัฐมิชิแกนของเสียดังกล่าวรวมถึงแผ่นพื้นแข็งและขี้เลื่อยที่ทำจาก MDF, LDF และเมลามีน
แผ่นพื้นแข็งและขี้เลื่อยเหล่านี้ถูกลดระดับให้เหลือระดับไมโครเพื่อเตรียมเส้นใย WPCวัสดุเหลือทิ้งถูกบดด้วยค้อน บดในเครื่องย่อยไม้ และร่อนโดยใช้อุปกรณ์กำจัดอากาศแบบสั่น ซึ่งใช้ตะแกรงร่อนขนาด 80 ไมครอน
เมื่อสิ้นสุดกระบวนการนี้ เศษไม้จะอยู่ในสถานะผงโดยมีส่วนประกอบเป็นเม็ดแป้งปัจจุบันวัสดุนี้ถูกเรียกว่า “ผงเศษไม้”
ในขั้นตอนถัดไป เตรียม PLA ผสมกับผงเศษไม้เม็ด PLA ถูกให้ความร้อนที่ 210C จนกระทั่งสามารถกวนได้ผงไม้ถูกเติมลงในส่วนผสม PLA ที่ละลายแล้ว โดยมีไม้ที่แตกต่างกันเป็นเปอร์เซ็นต์น้ำหนัก PLA (wt%) ระหว่างผงเศษไม้ 10wt%-40wt%
วัสดุที่แข็งตัวแล้วจะถูกใส่เข้าไปในเครื่องย่อยไม้อีกครั้งเพื่อเตรียมสำหรับบอทรีไซเคิลแบบโอเพ่นซอร์ส ซึ่งเป็นเครื่องอัดรีดพลาสติกสำหรับทำเส้นใย
เส้นใยที่ผลิตขึ้นมีขนาด 1.65 มม. ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางบางกว่าเส้นใย 3D มาตรฐานที่มีอยู่ในท้องตลาด เช่น 1.75 มม.
เส้นใยไม้ได้รับการทดสอบโดยการประดิษฐ์สิ่งของต่างๆ เช่น ลูกบาศก์ไม้ ลูกบิดประตู และที่จับลิ้นชักเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลของเส้นใยไม้ จึงมีการปรับเปลี่ยนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Delta RepRap และ Re:3D Gigabot v. GB2 ที่ใช้ในการศึกษานี้การเปลี่ยนแปลงนี้รวมถึงการปรับเปลี่ยนเครื่องอัดรีดและการควบคุมความเร็วของการพิมพ์
การพิมพ์ไม้ด้วยอุณหภูมิที่เหมาะสมก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน เนื่องจากอุณหภูมิสูงอาจทำให้ไม้ไหม้และอุดตันหัวฉีดได้ในกรณีนี้ เส้นใยไม้ถูกพิมพ์ที่อุณหภูมิ 185C
นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าการทำเส้นใยไม้โดยใช้เศษไม้เฟอร์นิเจอร์สามารถทำได้จริงอย่างไรก็ตาม พวกเขาได้หยิบยกประเด็นสำคัญสำหรับการศึกษาในอนาคตซึ่งรวมถึงผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม รายละเอียดคุณสมบัติทางกล ความเป็นไปได้ของการผลิตในระดับอุตสาหกรรม
รายงานสรุปว่า "การศึกษาครั้งนี้ได้แสดงให้เห็นถึงวิธีการที่เป็นไปได้ทางเทคนิคในการรีไซเคิลเศษไม้จากเฟอร์นิเจอร์ให้เป็นชิ้นส่วนที่พิมพ์ได้ 3 มิติที่ใช้งานได้สำหรับอุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์ด้วยการผสมเม็ด PLA และเส้นใยจากวัสดุเหลือใช้จากไม้รีไซเคิล จึงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.65±0.10 มม. และใช้ในการพิมพ์ชิ้นส่วนทดสอบที่หลากหลายวิธีการนี้ในขณะที่พัฒนาในห้องปฏิบัติการอาจขยายขนาดได้ตามความต้องการของอุตสาหกรรม เนื่องจากขั้นตอนกระบวนการไม่ซับซ้อนไม้ 40wt% ชุดเล็กๆ ถูกสร้างขึ้น แต่มีความสามารถในการทำซ้ำลดลง ในขณะที่ชุดไม้ 30wt% ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดและใช้งานง่าย”
บทความวิจัยที่กล่าวถึงในบทความนี้มีชื่อว่าเส้นใยการพิมพ์ 3 มิติรีไซเคิลจากขยะเฟอร์นิเจอร์ไม้ร่วมเขียนโดย Adam M. Pringle, Mark Rudnicki และ Joshua Pearce
หากต้องการข่าวสารเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาล่าสุดในการพิมพ์ 3 มิติ สมัครรับจดหมายข่าวการพิมพ์ 3 มิติของเราเข้าร่วมกับเราบน Facebook และ Twitter
เวลาโพสต์: Feb-07-2020