粉末床熔融加工示意图

在3DTech资助的一个最近的研究项目中，论文学生Dung Ha提供了研究3D打印多射流融合（MJF）制造中尼龙PA12粉末再利用的工作。作者的研究结果在最近发表的论文《废聚酰胺12粉末回收到3D打印丝材的研究》中有详细介绍。虽然回收3D材料的想法并不新鲜，但Dung Ha还探讨了如何安全地处理细粉末然后加工成丝材。

尼龙聚酰胺12（PA12）被许多用户选用，因为它既坚韧又柔韧，并提供高性能的打印和强大的层粘连。Dung Ha认为PA12具有特殊的性能，值得研究和回收利用，但同时指出，由于加工后完整性丧失的问题以及吸水的趋势，使用这种物质也存在一定的挑战。因为作者非常注重实验室工作，所以安全是一个重要的优先事项，也是本研究的一个重要部分；然而，真正的主题是如何将粉末回收并重新用作3D打印丝材。

PA12是3D打印中最常用的材料之一，特别是对研究人员和工程师来说。这种3D打印粉末的好处包括：

•耐化学性

•防水性

•强大的机械性能

•抗应力开裂

•最终产品的自我支持

该粉末适用于各种不同的应用，包括快速原型制作、医疗模型等，并且可以通过各种不同的增材材料（如碳，玻璃或铝）进行整体改进。3DTech将PA12用于其3D打印产品，通常具有约55-60μm的粒径，并且它们提供了研究中使用的废品。

PA12的技术性能（a）和一般性能（b）

手动收集的粉末废料由来自各种床打印机位置的混合粉末组成，并储存在三个塑料盒中，密封并保存在Arcada实验室中。

在Arcada实验室的密封粉末盒

“由于本研究中的PA12粉末属于微粒组，基于PA12粉末的材料安全数据表，高浓度粉末爆炸和细粉吸入对健康的影响在本论文中受到人们的高度关注。”Dung Ha说。

粉尘云爆炸的最常见原因通常是在实验室某处形成火花。在某些情况下可能会发生爆炸，特别是如果由于浓度过高而导致灰尘和空气混合被认为是危险的。这种情况往往会发生在粒度较细的情况下。

必须考虑安全性，虽然可燃性是一个问题，但关于3D打印，排放也经常受到质疑。使用者可以轻易吸入细小颗粒，造成健康风险，特别是由于颗粒较小：

“因为它们可以深入到肺部；Dung Ha表示，它们可以提供化学吸收到血液中的机会，以及与呼吸系统的物理相互作用。

近年来，，已经对颗粒物和排放进行了多项其他研究，例如室内空气质量的特定测试以及整体排放研究。作者在这里比我们通常看到的更详细地介绍了用户如何防止暴露影响他们或在不幸的爆炸中伤害他们。必须遵循正确的操作程序，并佩戴适当的防护装备，如护目镜、实验室外套、口罩，以及下列措施，如清洗所有与粉末接触的区域，以及避免在实验室中进食或饮水。

3DTech公司的原色（左）和废粉（右）

PA12粉末在未熔融状态下的化学降解和氧化是一个问题，正如Dung Ha所指出的那样，'接触熔点的打印床的时间和热量增加了PA12粉末的分子量，因此PA12粉末的粘度降低，氧化还会使白色粉末变成黄色和棕色，而废粉需要增强。为了防止退化和变色，其他研究人员以前使用碳化钨（WC）作为增材材料。

HP MJF打印桶中的氧化

为了用再生材料制造丝材，研究人员使用1.75毫米喷嘴，恒温设置为180摄氏度。实验中存在一些挑战，调整WC增材有所帮助；然而，研究人员得出的结论是，用高强度丝材制造“高强度3D产品”可能是不可能的。Dung Ha建议，在开发丝材时，用户必须考虑所使用的FDM 3D打印系统的性能。

总的来说，作者得出结论，再生丝材是成功的，因此具有良好的拉伸强度和模量。丝材也在MakerBot Replicator 2.0中成功运行，没有堵塞。

3D打印为世界各地的众多设计师和工程师打开了大门，几乎引起了全世界对持续创造力的兴奋。但是，当乐趣一开始，用户就开始担心安全性、排放问题以及如何处理3D打印废物，包括从丝材到塑料的回收方法。了解更多关于将聚酰胺PA12粉末回收到丝材中的信息。

Filastruder的丝材加工