Стремясь повысить эффективность широкоформатного аддитивного производства (LFAM), SABIC, мировой лидер в химической промышленности, и Local Motors, производитель автомобилей нового поколения, завершили совместное исследование возможности переработки лома термопластичных деталей и стружка от процесса 3D-печати.
Стремясь улучшить цикличность широкоформатного аддитивного производства (LFAM), SABIC, мировой лидер в химической промышленности, и Local Motors, производитель автомобилей нового поколения, завершили совместное исследование возможности переработки лома термопластичных деталей и стружка от процесса 3D-печати. В исследовании изучались более устойчивые альтернативы захоронению больших печатных деталей в ожидании более широкого внедрения LFAM. Он включал анализ пригодности для печати и механических свойств SABIC LNP ™ THERMOCOMP ™ Армированный компаунд AM, используемый Local Motors, после печати, регенерации, измельчения и переработки в гранулы. Исследование показало, что материал из деталей и лома после производства потенциально может быть повторно использован в LFAM или других процессах, таких как литье под давлением или экструзия, в количестве до 100 процентов. Эти идеи могут помочь определить возможный путь к круговороту и продлению жизненного цикла материалов, используемых в индустрии LFAM.
«Поскольку внедрение широкоформатного аддитивного производства ускоряется, важно найти устойчивые альтернативы вывозу на свалку больших печатных деталей», - сказал Уолтер Томпсон, старший инженер по разработке приложений, SABIC. «SABIC и Local Motors исследовали практичность использования механически измельченного лома и деталей с истекшим сроком службы, произведенных из LFAM. Наше исследование показало большой потенциал для повторного использования этих материалов и знаменует собой первый шаг в поддержке повторного использования в цепочке создания стоимости ».
«Создание автомобилей следующего поколения означает использование производственных процессов нового поколения», - сказал Джонни Скотелло, директор по техническим продуктам компании Local Motors. «Мы гордимся тем, что работаем с SABIC над тем, чтобы сделать широкоформатное аддитивное производство более устойчивым. Повышение ценности лома или деталей с истекшим сроком службы - сложная задача, но результаты этого исследования указывают на светлое будущее для устойчивых продуктов круглого сечения ».
Проблемы повторного использования больших печатных деталей
В настоящее время не существует установленной цепочки создания стоимости для утилизации запчастей и лома LFAM после производства. Эта сложная последовательность шагов включает в себя управление логистикой по обнаружению, сбору и транспортировке крупных деталей на предприятие, способное очищать, резать, перетирать и перепрофилировать материал.
Другой проблемой повторного использования материалов LFAM является потенциальная деградация из-за нескольких циклов нагрева (измельчение, повторное гранулирование, повторное смешивание и т. Д.). Каждый шаг увеличивает совокупную тепловую историю, которая имеет тенденцию к разрыву полимерных цепей и уменьшению длины волокна, а также может повлиять на производительность. Эти факторы следует учитывать при определении возможностей повторного использования материалов.
Методика исследования и результаты
Исследование SABIC-Local Motors включало оценку пригодности для печати, производительности и механических свойств. Чтобы оценить пригодность для печати, были приготовлены шесть образцов материала LNP THERMOCOMP AM, содержащих 0, 15, 25, 50, 75 и 100 процентов переработанного содержимого, соответственно. Эти образцы подвергались мониторингу на предмет изменений производительности и скорости течения расплава на предприятии SABIC Big Area Additive Manufacturing (BAAM ®). машине ) от Cincinnati Inc., расположенной в Центре разработки полимеров компании в Питтсфилде, штат Массачусетс. Каждый образец использовался для печати одного образца. шестигранник со стенкой, который является типичной геометрией испытательной детали SABIC для обработки и определения характеристик материала. Все образцы напечатаны хорошо, с гладкой, блестящей поверхностью и прямыми, ровными слоями, которые не вызывают проблем с потоком материала.
Для оценки механических свойств из каждой шестиугольной печатной детали вырезали образцы. Они были испытаны на свойства при растяжении с использованием метода испытаний D638 в качестве руководства и на модуль упругости при изгибе с использованием испытания на трехточечный изгиб по модифицированному методу испытаний ASTM D-790. Результаты показали отличные свойства при растяжении в образцах деталей, содержащих меньший процент повторного измельчения, и только постепенное снижение в образцах, которые включали большее количество повторного измельчения. У образца со 100-процентным доизмельчением наблюдалось только 20-процентное снижение свойств при растяжении в направлении X и 15-процентное уменьшение в направлении Z. Что касается свойств изгиба, то наблюдалась та же постепенная тенденция с уменьшением модуля упругости при изгибе всего на 14 процентов в направлении X и на 12 процентов в направлении Z для образца, содержащего 100 процентов повторного измельчения.
Как и ожидалось, испытания на растяжение и изгиб показали снижение механической прочности по мере увеличения процента переточки. Этот результат типичен для измельчения, используемого в других процессах, таких как литье под давлением и экструзия.
Заглядывая вперед
В этом исследовании подчеркивается возможность повторного использования стружки и деталей LFAM в постиндустриальный период. Как постиндустриальные, так и постпотребительские отходы имеют потенциал для повторного использования; однако существующие пробелы в цепочке создания стоимости вторичной переработки необходимо заполнить, прежде чем этот процесс станет жизнеспособным. Требуются большие коллективные усилия сообщества LFAM, включая производителей смол, преобразователей, 3D-принтеров и переработчиков, для разработки экономичного метода сбора лома и его преобразования в форму, пригодную для повторного использования.
Проведение этого исследования с Local Motors и представление этих результатов - первые шаги SABIC в поиске кругового решения для индустрии LFAM. В ближайшее время компания завершит отчет, содержащий подробные данные исследования. SABIC стремится использовать Chemistry That Matters ™ для поддержки сотрудничества по всей цепочке создания стоимости LFAM, чтобы способствовать повышению социальной ответственности, снижению выбросов углекислого газа и цикличности.
ИСТОЧНИК: САБИК
Комментариев нет:
Отправить комментарий