Filamento de madeira 3D de reciclagem

Cientistas da Universidade Tecnológica de Michigan, em Houghton, produziram com sucesso um filamento de madeira para impressão 3D a partir de resíduos de madeira de móveis.

O sucesso foi publicado em um artigo de pesquisa coescrito por Joshua Pearce. O artigo explorou a possibilidade de converter resíduos de móveis em filamentos de madeira para reduzir o impacto ambiental do descarte de madeira.

"O filamento de madeira foi fabricado utilizando apenas software e hardware de código aberto."

Filamento WPC fabricado com o reciclador de código aberto.

Fabricação de filamentos de madeira de restos

Segundo o jornal, a indústria de móveis em Michigan produz mais de 150 toneladas de resíduos de madeira por dia.

Em um processo de quatro etapas , cientistas testaram a viabilidade de fabricar filamentos de madeira para impressão 3D usando uma combinação de resíduos de madeira e plástico PLA . A mistura desses dois materiais é mais conhecida como compósito de madeira-plástico (WPC).

Processo de fabricação:

• No primeiro passo, restos de madeira foram comprados de diferentes fabricantes de móveis em Michigan. Os restos incluídos lajes maciças e serradura de MDF, LDF e melamina. Essas placas sólidas e serragem foram reduzidas a um nível de microescala para a preparação de filamentos de WPC. O material residual era chão Martelado, moído em picador de madeira e peneirado por meio de dispositivo vibratório de desaeração, com tela de malha de oitenta mícrons. No final deste processo, restos de madeira eles estavam em um estado de poeira com uma circunscrição granular de farinha de grãos. O material foi chamado agora «pó de resíduos de madeira».
• No próximo passo, o PLA Foi preparado para misturar com resíduos de madeira em pó. Os grânulos de PLA foram aquecidos a 210 ° C até se tornarem agitados. Ele pó de madeira Adicionou-se mistura de PLA fundida com uma percentagem de peso de madeira a PLA variável (% em peso) entre 10 por cento - 40 por cento de pó de madeira residual.
• Uma vez atingida a quantidade e qualidade desejadas da mistura, o material foi deixado ficar de pé esfriar
• Finalmente, o material coagulado Ele foi colocado de volta no picador de madeira para preparar o robô de reciclagem de código aberto, uma extrusora de plástico para fabricação de filamentos.

"O filamento fabricado tinha 1,65 mm de diâmetro, sendo mais fino que o filamento 3D padrão disponível no mercado, que é de 1,75 mm."

Um botão de porta impresso em 3D.

Impressão 3D com filamento de madeira de código aberto

O filamento de madeira foi testado na fabricação de diversos itens, como um cubo de madeira, uma maçaneta e um puxador de gaveta. Devido às propriedades mecânicas do filamento de madeira, foram feitos ajustes nas impressoras 3D Delta RepRap e Re:3D Gigabot v. GB2 utilizadas no estudo. Essas alterações incluíram a modificação da extrusora e o ajuste da velocidade de impressão.

Imprimir a madeira na temperatura ideal também é essencial , pois temperaturas elevadas podem carbonizar a madeira e entupir o bico. Em um desses casos, o filamento de madeira foi impresso a 185°C.

Os desenvolvedores demonstraram que era prático fazer filamentos de madeira usando móveis de madeira. No entanto, eles propuseram pontos essenciais para estudos futuros. Estes incluíram:

• Os impactos econômicos e ambientais.
• Detalhes das propriedades mecânicas.
• A possibilidade de produção em escala industrial.

Conclusão

Este estudo mostrou um metodologia tecnicamente viável para reciclar restos de madeira de móveis em peças utilizáveis ​​e imprimíveis em 3D para a indústria moveleira. Através da mistura de pellets de PLA e resíduos de madeira reciclada, um filamento com um diâmetro de 1,65 ± 0,10 mm que foi usado para imprimir uma pequena pluralidade de peças de teste.

Este método, embora esteja sendo desenvolvido em laboratório, pode ser ampliado para atender às necessidades da indústria, visto que as etapas do processo não são complexas. Pequenos lotes de madeira com 40% de pureza foram produzidos, mas apresentaram repetibilidade reduzida, enquanto lotes com 30% de pureza mostraram-se os mais promissores em termos de facilidade de uso.