解锁混合废料直接打印!双螺杆挤出或是性能提升的关键
近日,法国洛林大学的研究人员与加拿大西安大略大学的团队合作,探索了免分拣处理混合塑料废料的3D打印策略,以推动分布式回收增材制造的发展。
这项研究旨在解决回收过程中分拣环节成本高、能耗大的核心瓶颈,为实现更本地化、循环的生产系统提供新思路。
研究团队使用从废弃水瓶中获得的回收PET和回收HDPE,以90/10的重量比混合,并比较了传统挤出注塑工艺与熔融颗粒制造3D打印工艺。

研究目标是评估直接打印混合回收塑料能否获得与传统工艺相当的机械性能。
为改善混合聚合物间的相容性,研究以10%的重量比添加了三种基于苯乙烯的相容剂。
机械测试结果显示,通过传统双螺杆挤出和注射成型制成的零件,其拉伸强度比通过FGF 3D打印制造的零件高出约50%,抗冲击性高出34%。
传统工艺样品致密无孔,而3D打印部件则因逐层沉积过程含有内部空隙。

不过,增材制造的样品在热降解和高温下的结晶结构方面表现出优势。
相容剂的添加使传统工艺加工材料的断裂伸长率提高了约40%。
在增材制造试验中,研究人员使用了改装的大尺寸3D打印系统,并观察到单螺杆挤出机可能导致剪切分布不均匀,阻碍聚合物域的有效分解。
基于此发现,研究人员建议将双螺杆或行星辊挤出系统直接集成到3D打印机中,以实现更均匀的混合并改善材料性能。

洛林大学的这项研究探索了无需预先分拣、直接打印消费后混合塑料,旨在解决分布式回收增材制造的一个关键瓶颈。
目前,增材制造领域的其他循环举措,如校园PLA回收计划或基于颗粒的打印系统,大多仍依赖于受控、均质的废料流。
02-18 07:40
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