Sabic&Local Motors已完成检验回收3d打印热塑性塑料废料的可行性研究
来源 : 公开网络
作者 : 公开网络
时间 : 2021-06-12

Sabic和Local Motors的研究发现,生产后的零部件和废料可以在大规模增材制造或其他工序(如注射成型或挤出)中重复使用,利用率可接近100%

材料供应商Sabic和下一代汽车制造商Local Motors已经完成了一项关于废弃热塑性部件和3D打印过程中的切屑的回收可行性联合研究,目标是提高大尺寸增材制造(LFAM)的圆度。

这项研究开发出了可持续性更好的替代方法来填埋大型印刷零件,预计LFAM将得到更广泛的应用。它包括分析洛克汽车使用的Sabic的LNP Thermocomp AM增强复合材料的印刷性和机械性能,经过印刷、回收、研磨和再加工成颗粒状。LNP Thermocomp AM化合物是基于ABS、PPE、PC和PEI等非晶树脂制造而成的。

该研究确定,从生产后的零件和废料的材料可能可以在LFAM或其他过程中重复使用,如注射成型或挤压,重复使用率高达100%。这些发现可以帮助找到一条可行的方法,循环使用LFAM工业使用的材料,延长它们的生命周期。

Sabic的高级应用开发工程师Walter Thompson表示:“随着大规模增材制造技术的加速应用,寻找具有可持续性的替代方法来填埋大型印刷部件是至关重要的。“Sabic和洛克汽车已经研究了使用机械磨碎材料和LFAM产生的报废部件这一方法的实用性。我们的研究显示,再利用这些材料有巨大潜力。这项研究标志着在价值链内支持再利用的第一步。”

洛克汽车技术产品总监Johnny Scotello表示:“打造新一代汽车意味着采用新一代制造流程。我们很自豪能与Sabic合作,使大型增材制造更具可持续性。为报废或报废零件带来价值是一项艰巨的挑战,但这项研究的结果为可持续循环产品指明了光明的未来。”

 

重复使用大型印刷零件的挑战

目前尚没有建立回收生产后LFAM零件和废料的价值链。这个复杂的流程包括管理物流定位、收集和运输大型零件到一个能够清洗、切割、再研磨和重新利用材料的工厂。

重复使用LFAM材料的另一个挑战是降解,很多个热循环步骤(研磨、重新造粒、重新复合等等)都可能导致降解。每一步都增加了累积热历史,这往往会破坏聚合物链,减少纤维长度,并影响性能。在确定材料是否有再利用的机会时,应该把这些因素考虑进去。

Sabic和洛克汽车的研究包括对可印刷性、吞吐量和机械性能的评估。为了评价其可印刷性,制备了LNP Thermocomp AM化合物的6个材料样品,分别含有0、15、25、50、75和100%的再加工含量。在Cincinnati 公司的聚合物加工开发中心,Sabic公司的大面积增材制造(BAAM)机器对这些样品的吞吐量和熔体流动速率进行了监测,每个样品都被用来打印一个单壁六边形,这种形状是Sabic用于测试加工和材料表征的典型测试零件几何形状。所有的样品都打印得很好,表面光滑平整、有光泽,甚至有显示出材料流动没有问题的层面。

 

测试材料的力学性能

为了评价其力学性能,每一个六角印刷零件都被剪下试样。这些试样使用D638测试方法,测试拉伸性能,使用改进的ASTM D-790测试方法进行三点弯曲测试来测试弯曲模量。结果表明,再磨比例较小的试样具有良好的拉伸性能,而再磨比例较大的试样拉伸性能仅呈递增下降趋势。100%再磨样品在x方向拉伸性能仅下降了20%,在z方向仅下降了15%。至于弯曲模量,也出现了相同的渐进趋势,对于100%再磨的试样,弯曲模量在x方向上仅下降14%,在z方向上下降12%。

与预期的一样,拉伸和弯曲试验表明,机械强度随着再磨百分比的增加而降低。这一发现是在其他工序中的再磨的典型后果,如注射成型和挤压。

研究强调制造后的LFAM刨花和零件的复用性。制造后或消费后的废料材料都有再利用的潜力;然而,在此工序实现之前,需要填补回收价值链中存在的缺口。LFAM领域需要集体大量的努力,包括树脂制造商、转换器、3D打印机和回收商,设计出一种方法,经济地收集废料并将其转化为可重复使用的形式。

本文翻译自PLASTICSTODAY  版权属原作者所有

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