Филамент с переработанного материала – будущее 3D-печати

По мере того как экологический кризис усугубляется и огромное количество пластиковых отходов, с которыми нам приходится иметь дело, становится все более очевидным, все больше и больше людей ищут решения. Один из них основан на использовании нитей из переработанного пластика для 3D-печати. Пластиковые отходы можно превратить в переработанную нить для 3D-печати.

По словам исследователей из Университета штата Вашингтон, пластиковые отходы могут быть преобразованы в смолу, которую можно использовать в 3D-печати. Они разработали простой и эффективный способ преобразования полимолочной кислоты (PLA), пластика на биологической основе, используемого в таких продуктах, как нить, пластиковое столовое серебро и упаковка для пищевых продуктов, в высококачественную смолу.

«Мы нашли способ немедленно превратить это во что-то более сильное и лучшее, и мы надеемся, что это даст людям стимул перерабатывать эти вещи, а не просто выбрасывать их», — сказал Ю-Чунг Чанг, исследователь с докторской степенью и соавтор, корреспондент автора по работе. «Мы делали более прочные материалы прямо из мусора. Мы считаем, что это может быть прекрасной возможностью».

Ежегодно производится около 300 000 тонн PLA, и его использование резко возрастает. Несмотря на то, что он изготовлен на биологической основе, PLA, который классифицируется как пластик номер семь, нелегко разрушается. Он может плавать в пресной или соленой воде в течение года, не портясь. Он также редко перерабатывается, потому что, как и многие пластмассы, когда он расплавляется и переформовывается, он не работает так же хорошо, как исходная версия, и становится менее ценным.

«Он поддается биологическому разложению и компостированию, но оказывается, что его разложение на свалке может занять до 100 лет», — сказал Чанг. «На самом деле, это все еще создает много загрязнения. Мы хотим убедиться, что, когда мы начнем производить PLA в масштабе миллионов тонн, мы будем знать, как с этим бороться».

Исследователи разработали быстрый и безкаталитический метод переработки PLA, разбивая молекулы с длинной цепью на простые мономеры — строительные блоки для многих пластиков. Весь химический процесс можно провести при умеренных температурах примерно за два дня. Химикат, который они использовали для разрушения PLA, аминоэтанол, также недорог.

После того как PLA был разбит на основные строительные блоки, исследователи восстановили пластик и создали тип фотоотверждаемой жидкой смолы, которая обычно используется в качестве печатных «чернил» для 3D-принтеров. Когда он был использован в 3D-принтере и отвержден в пластиковые детали, продукт показал такие же или лучшие механические и термические свойства, чем коммерчески доступные смолы.

В то время как исследователи сосредоточились на PLA для исследования, они надеются применить работу к полиэтилентерефталату (PET), который более распространен, чем PLA, имеет аналогичную химическую структуру и представляет большую проблему отходов.

Хотя, Рейтен Ченг, промышленный дизайнер, только что закончивший этой весной Колледж дизайна ArtCenter в Пасадине, похоже, нашел решение. Он называет это Полиформером.

Идея полиформера проста. Используйте ножницы, чтобы отрезать дно бутылки с водой. Вставьте бутылку в Полиформер. Устройство нарезает бутылку на полоски. Экструдер нагревает полоски и выталкивает пластиковую нить. От использованной бутылки до готовой к использованию нити. Ченг сказал, что примерно из 33 бутылок можно создать килограммовую катушку нити.

PET представляет собой некоторую проблему для 3D-печати, особенно с учетом того, насколько он волокнистый и насколько сложно настроить параметры температуры. Но как только это будет выяснено, производственное пространство могут иметь практически бесконечный (и бесплатный) запас этого очень надежного материала для 3D-печати.