3D nyomtatáshoz használt filament gyártási paramétereinek vizsgálata reciklált anyagból
Napjaink egyik leggyakrabban felmerülő témája a nagymértékű polimer hulladék keletkezése és ennek felhasználása, újrahasznosítása. A polimertechnika fellendülésével az elmúlt 60 évben nagyon nagy mértékben megnőtt a polimer anyagok felhasználása, évente több száz millió tonna kerül gyártásba, viszont ennek töredékét hasznosítják újra. A nem újra felhasznált anyagok és termékek hulladéklerakókba vagy hulladékégetőkbe kerülnek, ahol ellenőrzött körülmények között tárolják és semmisítik meg a hulladékot. Azonban nem minden használt polimer termék kerül az előbb említett helyekre, nagyon nagy számban fordul elő a közvetlen környezetünkben és az óceánokban eldobált hulladék formájában, amelyeknek erős környezetszennyező és egészségkárosító hatása lehet, ugyanis a polimerek lassan bomlanak el, némelyik típusnál ez akár több száz évet is jelenthet. [1]
A polimer anyagokat termoplasztikus és nem termoplasztikus csoportokra bonthatjuk. A hőre lágyuló polimerek esetén az újrafeldolgozás általában magas hőmérsékleten történik (adott polimertől függ), ekkor az anyag ömledék állapotba kerül és új forma adható neki, extruziós techológiákkal akár szálfektetéses additív gyártástechnológiákhoz használható filament is.
Korábbi kutatások során a hőre lágyuló polimerek esetén vizsgálták az anyagok újrahasznosítását 3D nyomtatásban. [2] A kutatásban főleg politejsav (PLA) és akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) anyagokat vizsgáltak és az eredmények azt mutatták, hogy ez a gyártási technológia jól tudja alkalmazni az újrahasznosított termoplasztikus anyagokat, azonban minden egyes újraextrudálási folyamat után változik az anyag voszkozitása, molekuláris tömege és törési szilárdsága így ugyanaz az anyag csak véges számú esetben használható újra.
Összességében a polimer hulladék újrahasznosítása manapság még csak kis mértékben jelenik meg azonban az egyre növekvő mennyiségű polimer gyártás és felhasználás mellett szükséges az újrahasznosítás növelése is, illetve a gyártástechológiák fejlesztése, amik a reciklált anyagokat tudják alkalmazni, ebben nagy szerepe lehet az additív gyártástechnológiáknak.
[1] Roland Geyer, Jenna R. Jambeck, Kara Lavender Law: Production, use, and fate of all plastics ever made (2017)
[2] Katarzyna M., Dawid S., Grzegorz I., Jolanta W., Konstantinos M., Katarzyna C., Anna Witek-Krowiak: 3D printing filament as a second life of waste plastics (2020)
