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研究检查从 3D 打印中回收废热塑性零件和切屑
2021年09月29日    阅读量:1282    新闻来源:行业资讯在线 houshionline.com  |  投稿

休斯顿——汽车制造商 Local Motors 和化学公司 SABIC 已经完成了一项联合研究,研究从 3D 打印过程中回收废弃的热塑性零件和切屑,而不是将它们送到垃圾填埋场。该研究包括分析 Local Motors 使用的 SABIC 的 LNP Thermocomp AM 增强复合材料在打印、回收、研磨和再加工成颗粒形式后的可印刷性和机械性能。

研究检查从 3D 打印中回收废热塑性零件和切屑 行业资讯在线,houshionline.com

该研究确定,来自后期生产零件和废料的材料有可能在大幅面增材制造 (LFAM) 或其他工艺(例如注塑或挤出)中以高达 100% 的比例重复使用中国机械网okmao.com。这些见解有助于为 LFAM 行业使用的材料确定实现循环和延长生命周期的可行途径。

SABIC 的高级应用开发工程师 Walter Thompson 表示:“随着 LFAM 的采用加速,找到填埋大型印刷部件的可持续替代方案至关重要。“我们的研究显示了重复使用这些材料的巨大潜力,标志着在价值链中支持重复使用的第一步。”

Local Motors 技术产品总监 Johnny Scotello 表示:“制造下一代汽车意味着采用下一代制造工艺。“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。”

目前,尚无用于回收后期生产的 LFAM 零件和废料的成熟价值链。这一系列复杂的步骤包括管理将大型零件定位、收集和运输到能够清洁、切割、重新研磨和重新利用材料的设施的物流。
重复使用 LFAM 材料的另一个挑战是多次热循环(研磨、再造粒、再复合等)的潜在降解。每一步都会增加累积热史,这往往会破坏聚合物链并减少纤维长度,并可能影响性能。在确定材料再利用的机会时,应考虑这些因素。

该研究包括对印刷适性、产量和机械性能的评估。为了评估可印刷性,制备了六个 LNP Thermocomp AM 复合材料样品,分别含有 0%、15%、25%、50%、75% 和 100% 的再加工成分。在 SABIC 位于马萨诸塞州皮茨菲尔德的聚合物加工开发中心的辛辛那提公司的大面积增材制造 (BAAM) 机器上监测这些样品的产量和熔体流动速率的变化。

每个样品都用于打印单壁六边形,这是 SABIC 用于加工和材料表征的典型测试零件几何形状。所有样品都打印得很好,具有光滑、有光泽的表面和笔直、均匀的层,表明没有材料流动问题。 

为了评估机械性能,从每个六边形印刷部件上切下试样。使用测试方法 D638 作为指导,测试这些材料的拉伸性能,并根据修改后的 ASTM D-790 测试方法使用三点弯曲测试测试弯曲模量。结果表明,含有较小比例回料的零件样品具有优异的拉伸性能,而含有较大比例回料的样品仅出现增量下降。

100% 回料样品的 X 方向拉伸性能仅降低 20%,Z 方向拉伸性能降低 15%。对于弯曲性能,出现了相同的逐渐趋势,对于含有 100% 回料的样品,弯曲模量在 X 方向仅下降 14%,在 Z 方向仅下降 12%。

正如预期的那样,拉伸和弯曲测试显示机械强度随着回料百分比的增加而降低。这一发现是其他工艺(如注塑和挤出)中使用的回料的典型特征。


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