Armia amerykańska bada sposoby przetwarzania wyrzucanych plastikowych butelek na filament PET pochodzące z recyklingu. Żołnierze staną się jeszcze bardziej samowystarczalni na polu walki dzięki możliwości drukowania 3D przydatnych części zamiennych z odpadów.
Współpraca pomiędzy Laboratorium Badawczym Armii Stanów Zjednoczonych a Korpusem Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych zaowocowała odkryciem możliwości wykorzystania odpadów z tworzyw sztucznych – takich jak butelki po wodzie, dzbanki po mleku i pojemniki po jogurtach – do drukowania 3D części, które mogą być potrzebne żołnierzom na polu walki.
Przetworzone tworzywa sztuczne mogą być cennym źródłem materiałów do produkcji addytywnej w armii amerykańskiej. Nie tylko zwiększyłoby to samowystarczalność członków służby w bazach operacyjnych, ale także obniżyłoby koszty i zmniejszyło zapotrzebowanie na dostawy części.
„Potencjalne zastosowania technologii wytwarzania przyrostowego są bardzo szerokie” – mówi dr Nicole Zander, badaczka z ARL. „Wszystko, od modeli przedprodukcyjnych i części tymczasowych po części samolotów do użytku końcowego i implanty medyczne”.
Wytwarzanie addytywne oferuje wiele korzyści w porównaniu z tradycyjnym wytwarzaniem, w tym większą złożoność części oraz krótszy czas i koszty produkcji elementów jednorazowych, takich jak wspornik do radia.
W wyniku badań przeprowadzonych przez Zandera i kapitana Anthony’ego Molnara z Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych uzyskano włókno z politereftalanu etylenu (PET) pochodzącego w 100 procentach z recyklingu butelek i tworzyw sztucznych, bez żadnych modyfikacji chemicznych czy dodatków. Filament ten można następnie wykorzystać w drukarkach 3D drukujących w technologii FDM (ang. fused deposition modeling).
Trwają również prace nad wytworzeniem filamentu z innych tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu oraz filamentów wzmocnionych. Zander twierdzi, że choć PET ma wiele zastosowań, nie jest szeroko wykorzystywany jako „surowiec” dla FDM ze względu na takie trudności, jak wysoka temperatura topnienia, absorpcja wilgoci i problemy z krystalizacją
Armia USA opracowuje mobilny punkt recyklingu dla druku 3D na polu walki
Molnar, oficer projektowy w zespole mobilności i kontrmobilności w Quantico w stanie Wirginia, twierdzi, że tworzywa sztuczne typu PET, takie jak butelki na wodę i opakowania, są jednym z najbardziej rozpowszechnionych odpadów na polu walki.
Zarówno siły amerykańskie, jak i koalicyjne wytwarzają duże ilości tych odpadów, a możliwość ich ponownego wykorzystania na miejscu zmniejszy obciążenia logistyczne związane z transportem odpadów do baz operacyjnych. Nie mówiąc już o dodatkowych kosztach utylizacji materiałów nadających się do recyklingu.
W tym celu Zander i Molnar budują właśnie mobilny zakład recyklingu, w którym żołnierze będą mogli przetwarzać tworzywa sztuczne na surowce do druku 3D.
„MRF będzie laboratorium przetwarzania tworzyw sztucznych, mieszczącym się w 20-stopowym kontenerze ISO, wyposażonym we wszystkie urządzenia i narzędzia potrzebne do produkcji filamentu do druku 3D z odpadów plastikowych” – mówi Zander.
Naukowcy ustalili, że tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu są odpowiednim materiałem do druku 3D, pod warunkiem, że zostaną odpowiednio oczyszczone i wysuszone. Wytrzymałość na rozciąganie części wydrukowanych z PET pochodzącego z recyklingu była taka sama jak części wykonanych z dostępnych na rynku granulek PET i komercyjnych filamentów. Na tym jednak prace się nie skończą.
Zander twierdzi, że mieszanie z innymi tworzywami sztucznymi lub dodawanie wypełniaczy, takich jak substancje wzmacniające lub hartujące, może jeszcze bardziej poprawić właściwości mechaniczne materiałów z tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu i rozszerzyć zakres ich zastosowań.
„Docelowo chcielibyśmy produkować jak najlepszy materiał z tworzyw sztucznych i odpadów poddanych recyklingowi” – wyjaśnia Zander.
„Przyszłe prace obejmą testowanie wybranych, wydrukowanych w 3D części o długim okresie użytkowania w porównaniu z częściami oryginalnymi, aby ustalić, czy mogą one stanowić odpowiedni długoterminowy lub przynajmniej tymczasowy zamiennik”.
Żródło: https://all3dp.com
