Các nhà nghiên cứu sử dụng phế thải gỗ công nghiệp để sản xuất sợi gỗ FDM/FFF

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Michigan, Houghton đã chế tạo thành công sợi gỗ có thể in 3D từ rác thải đồ nội thất.

Thành công đã được công bố trong một bài nghiên cứu do nhà vô địch nguồn mở Joshua Pearce đồng tác giả.Bài viết khám phá khả năng tái chế rác thải đồ nội thất thành sợi gỗ để giảm tác động đến môi trường của rác thải gỗ.

Theo tờ báo, chỉ riêng ngành nội thất ở Michigan đã thải ra hơn 150 tấn rác thải gỗ mỗi ngày.

Trong quy trình gồm bốn bước, các nhà khoa học đã chứng minh khả năng tạo ra sợi gỗ in 3D bằng sự kết hợp giữa phế liệu gỗ và nhựa PLA.Hỗn hợp của hai vật liệu này được biết đến nhiều hơn là gỗ-nhựa-composite (WPC).

Bước đầu tiên, phế liệu gỗ được mua từ các công ty sản xuất đồ nội thất khác nhau ở Michigan.Chất thải bao gồm các tấm rắn và mùn cưa MDF, LDF và melamine.

Những tấm rắn và mùn cưa này đã được giảm xuống mức quy mô vi mô để chuẩn bị dây tóc WPC.Vật liệu phế thải được nghiền bằng búa, nghiền trong máy băm gỗ và sàng lọc bằng thiết bị khử khí rung, sử dụng máy sàng lưới 80 micron.

Khi kết thúc quá trình này, phế liệu gỗ ở trạng thái bột với thành phần là bột ngũ cốc dạng hạt.Vật liệu này bây giờ được gọi là “bột thải gỗ”.

Ở bước tiếp theo, PLA được chuẩn bị trộn với bột thải gỗ.Viên PLA được gia nhiệt ở 210C cho đến khi có thể khuấy được.Bột gỗ được thêm vào hỗn hợp PLA nấu chảy với tỷ lệ phần trăm trọng lượng gỗ và PLA (wt%) khác nhau trong khoảng 10% trọng lượng-40% trọng lượng bột thải gỗ.

Vật liệu đông đặc lại được đưa vào máy băm gỗ để chuẩn bị cho máy tái chế nguồn mở, một máy đùn nhựa để sản xuất dây tóc.

Dây tóc được chế tạo có đường kính 1,65mm, mỏng hơn so với dây tóc 3D tiêu chuẩn hiện có trên thị trường, tức là 1,75mm.

Sợi gỗ đã được thử nghiệm bằng cách chế tạo nhiều vật dụng khác nhau, chẳng hạn như khối gỗ, tay nắm cửa và tay nắm ngăn kéo.Do đặc tính cơ học của sợi gỗ, máy in 3D Delta RepRap và Re:3D Gigabot v. GB2 được sử dụng trong nghiên cứu đã được điều chỉnh.Những thay đổi bao gồm sửa đổi máy đùn và kiểm soát tốc độ in.

In gỗ ở nhiệt độ lý tưởng cũng là một yếu tố quan trọng vì nhiệt độ cao có thể làm cháy gỗ và làm tắc vòi phun.Trong trường hợp này sợi gỗ được in ở nhiệt độ 185C.

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tạo ra sợi gỗ bằng cách sử dụng phế liệu gỗ làm đồ nội thất là thực tế.Tuy nhiên, họ đã nêu ra những điểm quan trọng cho nghiên cứu trong tương lai.Chúng bao gồm các tác động kinh tế và môi trường, chi tiết về tính chất cơ học, khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp.

Bài báo kết luận: “nghiên cứu này đã chứng minh một phương pháp khả thi về mặt kỹ thuật để tái chế chất thải gỗ nội thất thành các bộ phận có thể in 3-D cho ngành nội thất.Bằng cách trộn các viên PLA và sợi vật liệu phế thải gỗ tái chế đã được tạo ra với kích thước đường kính 1,65±0,10 mm và được sử dụng để in nhiều loại bộ phận thử nghiệm.Phương pháp này khi được phát triển trong phòng thí nghiệm có thể được mở rộng quy mô để đáp ứng nhu cầu của ngành vì các bước của quy trình không phức tạp.Các lô nhỏ gỗ 40% trọng lượng đã được tạo ra, nhưng cho thấy khả năng lặp lại giảm đi, trong khi các lô gỗ 30% trọng lượng cho thấy nhiều hứa hẹn nhất về tính dễ sử dụng.”

Bài nghiên cứu được thảo luận trong bài viết này có tiêu đề Dây tóc in 3-D tái chế dựa trên chất thải của đồ nội thất gỗ.Nó được đồng tác giả bởi Adam M. Pringle, Mark Rudnicki và Joshua Pearce.

Để biết thêm tin tức về sự phát triển mới nhất trong in 3D, hãy đăng ký nhận bản tin in 3D của chúng tôi.Cũng tham gia với chúng tôi trên Facebook và Twitter.


Thời gian đăng: Feb-07-2020
Trò chuyện trực tuyến WhatsApp!