SABIC połączył siły z Local Motors w celu ocenienia opłacalności ponownego wykorzystania produktów ubocznych druku 3D

Producent chemikaliów z Arabii Saudyjskiej SABIC połączył siły z amerykańskim producentem pojazdów autonomicznych Local Motors, aby ocenić opłacalność ponownego wykorzystania produktów ubocznych druku 3D.

W ramach wspólnego badania firma zmieliła części polimerowe i wióry z procesu wytwarzania addytywnego firmy Local Motors w granulowany surowiec wielokrotnego użytku. Uzyskany materiał okazał się możliwy do wydrukowania na wielkoformatowych maszynach do wytłaczania z zawartością do 100% pochodzącą z recyklingu, co potencjalnie czyni go obiecującym pierwszym krokiem na drodze do większej cyrkularności w szeroko rozumianej branży druku 3D. 

„Budowanie pojazdów nowej generacji oznacza przyjęcie procesów produkcyjnych nowej generacji” – powiedział Johnny Scotello, dyrektor ds. produktów technicznych w Local Motors. „Jesteśmy dumni, że możemy współpracować z firmą SABIC, aby uczynić wielkoformatową produkcję addytywną bardziej zrównoważoną”.

Maszyna do produkcji wielkopowierzchniowej (BAAM) firmy SABIC.

Dylemat recyklingu druku 3D 

Chociaż znaczna część prac badawczo-rozwojowych została już włożona w opracowywanie przyjaznych dla środowiska materiałów do drukowania 3D, jak dotąd badania te nie zapewniły ustalonego łańcucha wartości dla ponownego wykorzystania złomowanych części. W przeszłości naukowcy udowodnili wykonalność drukowania 3D wszystkiego, od odpadów rozbiórkowych po frass termitowy, ale znowu bez znalezienia sposobu na zastosowanie ich podejścia na hali produkcyjnej.

W praktyce złożoność jest jedną z głównych barier w recyklingu produktów ubocznych drukowania 3D, ponieważ obecnie muszą one zostać zebrane i przetransportowane przed czyszczeniem, cięciem i ponownym szlifowaniem. Ten proces ponownego łączenia sprawia również, że wszelkie powstałe materiały są podatne na degradację, ponieważ powtarzające się cykle cieplne rozbijają ich łańcuchy polimerowe, zmniejszają długość włókien i ostatecznie wpływają na ich wydajność końcową. 

Aby dokładnie zrozumieć, w jaki sposób takie czynniki wpływają na drukowność materiałów pochodzących z recyklingu, firmy odzyskały i ponownie przeszlifowały część związku SABIC LNP THERMOCOMP AM używanego przez Local Motors w procesie produkcji pojazdów, w celu zoptymalizowania jego właściwości i wydłużenia cyklu życia w celu ponownego przetworzenia.

Olli 2.0, drukowany w 3D, elektryczny autonomiczny wahadłowiec.  Zdjęcie za pośrednictwem Local Motors.

Zoptymalizowane podejście do szlifowania  

Zaczynając od oceny drukowności, SABIC i Local Motors przygotowały sześć próbek o różnych poziomach zawartości powtórnie przetworzonych 0-100%. Gdy były gotowe, mieszanki zostały wydrukowane w 3D przy użyciu maszyny SABIC do produkcji addytywnej (BAAM) w Centrum Rozwoju Przetwarzania Polimerów, w jednowarstwowych sześciokątnych częściach. 

Jak się okazało, każdy wydrukowany obiekt miał gładką, błyszczącą powierzchnię i proste, równe warstwy, które nie wykazywały problemów z przepływem materiału. Następnie firmy przystąpiły do ​​oceny właściwości mechanicznych swoich prototypów, poddając je trzypunktowej ocenie zginania według zmodyfikowanej metody testowej ASTM D-790. 

Według firm wyniki pokazały, że próbki zawierające mniejszy procent materiału regenerowanego wykazywały „doskonałe właściwości wytrzymałościowe”, podczas gdy części w pełni zrecyklingowane uległy zmniejszeniu wytrzymałości na rozciąganie o 15% w kierunku X i 15% w kierunku Z, co odzwierciedla trend zwykle obserwowany w materiałach do formowania wtryskowego i wytłaczania przeszlifowanych. 

W rezultacie firmy doszły do ​​wniosku, że złom poprzemysłowy i konsumencki można potencjalnie ponownie wykorzystać, ale tylko wtedy, gdy proces ten stanie się opłacalny dzięki współpracy przemysłu. Po zakończeniu swojej roli w badaniach, SABIC mówi, że zamierza wydać szczegółowy raport na temat swoich ustaleń, które uważa za „pierwszy krok w znalezieniu rozwiązania o obiegu zamkniętym dla wielkoformatowego przemysłu AM”.

„Ponieważ wprowadzanie wielkoformatowych rozwiązań AM nabiera tempa, konieczne jest znalezienie zrównoważonych alternatyw dla składowania dużych, drukowanych części na wysypisku”, podsumowuje Walter Thompson, starszy inżynier ds. rozwoju aplikacji w firmie SABIC. „Nasze badanie wykazało ogromny potencjał ponownego wykorzystania tych materiałów i stanowi pierwszy krok we wspieraniu ponownego wykorzystania w łańcuchu wartości”.

Postępy w zrównoważonym druku 3D 

Podczas gdy standardowa w branży metoda recyklingu niepotrzebnych części drukowanych w 3D pozostaje nieuchwytna, wielu producentów opracowało własne sposoby zmniejszenia swojego śladu przemysłowego. Na przykład na początku tego roku Ford nawiązał współpracę z HP OEM zajmującą się drukarkami 3D, aby przetworzyć swoje odpady z produkcji przyrostowej na części samochodowe formowane wtryskowo.

Gdzie indziej, Materialise ma swoją walcowane out technologii Bluesint PA12 , który pozwala adopters do elementów drukujących SLS 3D z wykorzystaniem aż do 100% do ponownego wykorzystania proszku . Od momentu wprowadzenia na rynek w listopadzie 2019 r., Blueprint PA12 został połączony przez producenta drukarek 3D Sindoh z nową maszyną Sindoh S100 , aby pomóc klientom w angażowaniu się w bardziej zrównoważone praktyki produkcyjne.

W międzyczasie niemiecki producent polimerów Covestro zobowiązał się ostatnio do propagowania zasad ekonomii obiegu zamkniętego dzięki nowej gamie częściowo poddanych recyklingowi materiałów Arnite AM2001 GF i PC-r . Ten ostatni, wprowadzony na TCT Asia 2021 , opiera się na ponownie używanych butelkach na wodę i jest przeznaczony do wykorzystania w produkcji części elektronicznych i samochodowych.

Dodaj komentarz