Вчені з Мічиганського технологічного університету в Хоутоні успішно виготовили дерев’яну нитку для 3D-друку з меблевих деревних відходів.
Успіх було опубліковано в дослідницькій статті, співавтором якої є чемпіон із відкритого коду Джошуа Пірс.У статті досліджується можливість переробки меблевих відходів на деревну нитку, щоб зменшити вплив деревних відходів на навколишнє середовище.
За даними газети, лише меблева промисловість Мічигану виробляє понад 150 тонн деревних відходів на день.
У чотириетапному процесі вчені продемонстрували можливість виготовлення деревної нитки для 3D-друку з поєднання деревних відходів і пластику PLA.Суміш цих двох матеріалів більш відома як деревно-пластиковий композит (WPC).
На першому етапі деревні відходи були придбані у різних компаній-виробників меблів у Мічигані.Серед відходів були масивні плити та тирса МДФ, ЛДФ, меламін.
Ці тверді плити та тирса були зменшені до мікрорівня для приготування нитки WPC.Відходи подрібнювали молотком, подрібнювали в подрібнювачі деревини та просівали за допомогою вібраційного пристрою для видалення повітря, який використовував сито з розміром сітки 80 мікрон.
До кінця цього процесу відходи деревини були в порошкоподібному стані з гранульованим складом зернового борошна.Цей матеріал тепер називали «порошок деревних відходів».
На наступному етапі PLA готували для змішування з порошком деревних відходів.Гранули PLA нагрівали при 210°C, поки вони не стали перемішуватись.Деревний порошок додавали до розплавленої суміші PLA із змінним масовим відсотком деревини до PLA (мас.%) між 10% мас.-40% мас. порошку деревних відходів.
Затверділий матеріал знову поміщали в подрібнювач деревини, щоб підготувати його до роботи з відкритим вихідним кодом, пластикового екструдера для виготовлення ниток.
Виготовлена нитка мала 1,65 мм, тонший у діаметрі, ніж стандартна 3D-нитка, доступна на ринку, тобто 1,75 мм.
Деревну нитку перевіряли шляхом виготовлення різних предметів, таких як дерев’яний куб, дверна ручка та ручка ящика.Завдяки механічним властивостям деревної нитки було внесено зміни до 3D-принтерів Delta RepRap і Re:3D Gigabot v. GB2, які використовувалися в дослідженні.Зміни включали модифікацію екструдера та контроль швидкості друку.
Друк на деревині за ідеальної температури також є важливим фактором, оскільки висока температура може обвуглити деревину та забити сопло.У цьому випадку деревна нитка була надрукована при 185C.
Дослідники показали, що було практично виробляти деревну нитку з меблевих деревних відходів.Однак вони підняли важливі моменти для подальшого вивчення.До них належали економічні та екологічні наслідки, деталі механічних властивостей, можливість промислового виробництва.
У документі зроблено висновок: «Це дослідження продемонструвало технічно життєздатну методологію переробки деревних відходів меблів у придатні для 3-D друку деталі для меблевої промисловості.Шляхом змішування гранул PLA і перероблених деревних відходів була виготовлена нитка діаметром 1,65±0,10 мм, яка використовувалася для друку невеликої кількості тестових частин.Цей метод, розроблений у лабораторії, може бути розширений для задоволення потреб промисловості, оскільки етапи процесу є нескладними.Були створені невеликі партії з 40% мас. деревини, але показали знижену повторюваність, тоді як партії з 30% мас. деревини продемонстрували найбільшу перспективу щодо простоти використання».
Дослідницька стаття, яка обговорюється в цій статті, називається «Друкована нитка для тривимірного друку на основі відходів дерев’яних відходів».Його співавторами є Адам М. Прінгл, Марк Рудніцкі та Джошуа Пірс.
Щоб отримати більше новин про останні розробки в галузі 3D-друку, підпишіться на нашу розсилку новин про 3D-друк.Також приєднуйтеся до нас у Facebook і Twitter.
Час публікації: 07 лютого 2020 р