评估原丝和再生丝

发布者:匿名 2019-09-21 浏览量:2035


在最近发表的“使用增材制造的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)多代闭环制造研究”中,论文作者探讨了在多次回收过程中,FFF 3D打印对丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯(ABS)的影响。

随着3D打印的普及,废弃塑料的数量也在增加。虽然PLA是可生物降解的,但ABS是一种典型的不存在环境问题的塑料。在这项研究中,研究人员希望探索FFF系统在低功耗方面的影响,这可能为制造业的可持续发展指明一条道路。

研究人员开始使用维珍abs,连续进行两个闭环灯丝挤出和3d打印阶段。在这项研究中,他们使用了100%回收的3d打印abs,制成可重复使用的长丝,使他们在此过程中能够研究参数和潜在缺陷的可能性。

研究人员表示,“以前的研究报告表明,采用注塑和浇铸成型后,ABS会发生熔体流动指数和机械性能的变化。然而,据我们所知,还没有研究使用增材制造检查多个闭环回收阶段的影响,其中ABS的等级和热工艺制造不同于模塑工艺制造。”

将未加工ABS颗粒挤出成长丝,然后3D打印成部件。研究人员确保只使用一种来源的塑料,以确保任何差异可以直接比较。制备粒度均匀的颗粒,用筛孔尺寸为5毫米的筛子分离。

“为了确定平均颗粒/颗粒大小,从源批次中随机收集20个ABS颗粒或颗粒,并测量其最长长度并取其平均值。”研究人员表示。

(a)拉伸和压缩试验试样的相对打印方向和(b)进行机械试验的万能试验机。

虽然研究的重点是使用原始ABS,但研究团队还试验了一次性、两次回收的ABS,以及90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%和10%未经处理的ABS。他们评估了挤出流速,3D打印和表征,聚合物分析和机械性能表征。

在某些情况下,“颗粒的不均匀性”会导致堵塞,并且由于锋利的边缘而导致“钉扎”。 研究人员尝试在挤压过程中搅拌颗粒以保持长丝正确流动。最终,研究团队发现FFF 3D打印机在回收ABS方面表现非常出色,并且在多代回收产品中也表现得非常好。他们认为这个过程是成功的,并且确实可以作为“几代人使用”的有效制造方法。

(a)(i)描述挤出温度变化时挤出长丝直径变化的图表;为清楚起见,仅示出了原始、10%再循环、50%再循环和100%再循环ABS的结果。(a)(ii)挤出相应的ABS共混物时的温度差异,相对于获得1.75毫米的长丝直径。(b)(i)各种ABS混合物的挤出流速,包括不同百分比的再生原料;为清楚起见,仅示出了原始、10%再循环、50%再循环和100%再循环ABS的结果。(b)(ii)当形成直径为1.75毫米的长丝时各种ABS共混物的挤出流量。

“可以说,FFF目前在设计公司生产概念原型设备或制造装饰品(如玩具和模型)方面取得了最大的商业成就,这些设备通常没有严格的机械强度要求。因此,我们认为使用一次性或两次循环使用的再生ABS可以在这些应用中切换原始聚合物长丝,因为测量的机械强度下降不会影响端部或原型的功能。”研究人员总结道。

“FFF通过重新引入更广泛的工业制造业,对ABS塑料的可持续管理具有相当大的潜力,可能从资源回收站点和垃圾填埋场增加的负担中创造价值。”

ABS是最受欢迎的3D打印材料之一,适用于各个层面的用户,无论是创造新材料还是复合材料,精炼粘合问题,甚至制作工作台。

压缩样品的压缩应力比较3D打印使用(a)原始,(b)一次性回收,和(c)两次回收ABS。(d)在两个空间方向上打印的各种ABS样品的压缩应变总结。(e)所有压缩试验样品的结果汇总表。

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