Могут ли 3D-принтеры печатать переработанным пластиком?

Пластик — это основной материал для настольных 3D-принтеров, а его производство, использование и утилизация являются источником больших разногласий в современном мире. Этот чрезвычайно полезный материал, обычно получаемый из нефтехимического сырья, его можно плавить и формовать, он обладает невероятной прочностью и даже может быть устойчив к атмосферным воздействиям. Хотя такие высокие эксплуатационные характеристики делают его оптимальным материалом для 3D-печати, они также имеют негативные последствия в плане окончания срока службы и воздействия на окружающую среду.

Экологически сознательные производители решают эту проблему путем 3D-печати с использованием переработанного материала. Проще говоря, вторичное сырье частично или полностью изготавливается из пластика, который был использован ранее, будь то бутылки для воды или старые 3D-печати. Переработанный материал можно купить непосредственно у продавца или изготовить самостоятельно - отличный способ сократить количество отходов для небольшого предприятия по 3D-печати или любителей 3D-печати.

Выбрать переработанный пластик для 3D-печати может быть непросто, особенно из-за множества возможностей и доступных брендов. В этой статье мы расскажем вам о том, как получить в свои руки переработанный материал и как с ним работать. Таким образом, вы сможете сделать один шаг к уменьшению экологического следа от вашей 3D-печати.

Существует множество способов получения и печати с использованием переработанного материала. Некоторые из них оптимальны для тех, кто хочет попробовать использовать вторичное сырье и нуждается всего в двух-трех килограммах. Другие способы лучше всего подходят для малых и крупных предприятий 3D-печати, которым необходимо постоянно снабжать свои 3D-принтеры материалами.

Это самый простой способ приобретения вторичного филамента. Онлайн-продавцы, занимающиеся сложными химическими процессами и испытаниями, которые сопровождают производство вторичного филамента, предлагают готовые бобины по цене, как правило, чуть выше цены непереработанного филамента из того же материала.

Существует целый ряд компаний, предлагающих эти переработанные нити. Вот некоторые известные поставщики:

• Reflow: если вам нужны переработанные нити PLA или PETG с содержанием вторсырья более 95%, обратите внимание на компанию Reflow.


• Filamentive: компания Filamentive, предлагающая обширный список переработанных материалов, стремится сделать 3D-печать с использованием переработанных нитей максимально доступной. Они даже предлагают углеродное волокно PETG, которое сочетает в себе переработанное углеродное волокно и переработанный пластик PETG!


• ReFuel: если вы готовы принять все вариации, которые могут возникнуть при использовании вторичного сырья, то ReFuel - отличный выбор. Будучи довольно простым производителем нитей, они переплавляют и реэкструдируют все отходы, которые собираются в процессе обычного производства нитей для 3D-печати. Они не обещают никаких спецификаций, гарантируют вариации цвета, создают и отправляют переработанный филамент "как есть" после его производства.

Другой вариант получения переработанного филамента - сделать его самостоятельно! Однако для этого потребуется система экструдера нити, система измельчения пластика, пластиковые гранулы и, возможно, пластиковый краситель. Настройка и начало производства может занять довольно много времени, но это может значительно снизить стоимость перерабатываемого материала для 3D-печати (по многим оценкам, более чем на 50%, если не принимать во внимание цену экструдера).

Предупреждаем, что для реализации этого проекта потребуются не только навыки 3D-печати; для реализации системы управления нагревом пластика необходимы некоторые знания электроники, также вам могут понадобиться инструменты, способные сверлить металл.

Как и любой другой материал, качество печати из переработанного материала во многом зависит от настроек модели объекта для печати, условий печати и качества оборудования, на котором он был изготовлен.

Коммерчески доступные переработанные нити предназначены для печати так же, как и обычные нити, и могут, в зависимости от цвета и поставщика, давать довольно потрясающие результаты. Хотя вы избавите себя от необходимости устанавливать собственную экструзионную систему и изготавливать филамент, вы не увидите значительной экономии в плане затрат.

В целом, по своим характеристикам они сопоставимы со своими непереработанными аналогами. Например, rABS-пластик от Fiberlogy подходит для печати всего, что можно напечатать обычным ABS-пластиком.

У компании ReFlow есть демонстрации великолепных 3D-отпечатков, которые можно получить с помощью их rPETG и rPLA пластика.

Переработанные гранулы часто смешивают с новым пластиком, чтобы использовать в качестве нити для 3D-принтеров.

К сожалению, переработанный материал для 3D-принтеров не является полным решением проблемы использования пластика и пластиковых отходов. Пластмассы подвержены так называемой "термической деградации", то есть их нагревание может ухудшить их свойства.

Термопластики, тип пластмасс, подходящих для печати методом наплавленного осаждения (FDM), поскольку их можно плавить с последующим затвердеванием, состоят из длинноцепочечных молекул, называемых полимерами. Именно длинноцепочечная структура придает полимерам уникальное сочетание прочных и в то же время гибких свойств. Нагрев этих полимеров до температуры плавления может необратимо уменьшить длину цепи, что физически отражается в ухудшении механических свойств. Эта физическая деградация усугубляется при повторных циклах нагрева и закалки.

Поскольку процесс как 3D-печати, так и переработки по своей природе вызывает термическую деградацию, становится ясно, что переработка по замкнутому циклу просто невозможна с нашими нынешними технологиями. В зависимости от материала и способа его переработки, всего одного цикла повторного использования может быть достаточно, чтобы заметить снижение качества или прочности 3D-отпечатков.

Чтобы смягчить эту проблему, большинство производителей нитей для 3D-принтеров добавляют определенный процент первичного пластика в переработанные нити для 3D-принтеров, чтобы добиться свойств, сравнимых с новым материалом.

Ведутся активные исследования по переработке пластмасс путем химического расщепления полимеров до мономеров, которые представляют собой однокомпонентные строительные блоки полимерных цепей. Затем мономеры могут быть использованы в качестве сырья для нового цикла производства пластмасс, свободных от дефектов, вызванных термической деградацией.

К сожалению, в настоящее время этот метод переработки не используется производителями нитей, поскольку технология все еще относительно новая и изнурительно энергоемкая. Однако с ростом доступности энергии, не содержащей углерода, остается многообещающее будущее для полностью циклической пластиковой экономики, где большая часть "нового" пластика создается из переработанного пластика, подобно процессу переработки алюминия.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Возможности 3D принтеров: 2-ух этажный дом, миллиметровая статуя Давида и веганский стейк»‎ и «‎Печать ландшафта и подземелий на 3D-принтере вместе с DragonLock»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!