Полимолочная кислота (PLA) широко используется в процессе 3D-печати благодаря простоте применения и растительному происхождению. Однако неправильная утилизация по-прежнему приводит к увеличению отходов. Компания Deer Machine расскажет, как перерабатывать PLA и какие методы переработки доступны. Мы предоставим шаги для более ответственного управления отходами 3D-печати.
Что нужно знать о полимолочной кислоте (PLA)
PLA — это термопластик, изготавливаемый из растительных материалов, таких как сахарный тростник, кукурузный крахмал и т. д. Он широко используется в 3D-печати благодаря своей гладкой поверхности, простоте использования и приятному запаху во время печати. Однако многие пользователи ошибочно полагают, что PLA полностью биоразлагаем при любых условиях.
В действительности, для компостирования PLA необходимы специальные условия. Для эффективного разложения требуется контролируемая влажность и высокие температуры. В обычных условиях на свалке или в домашних условиях разложение может занять много лет. Поэтому важно знать, как правильно перерабатывать и повторно использовать PLA, чтобы сократить количество отходов от 3D-печати.
Переработка даёт вторую жизнь бракованным деталям или изделиям из PLA-пластика.
Можно ли перерабатывать PLA-пластик, полученный методом 3D-печати?
Да, PLA можно перерабатывать. Поскольку это термопластик, его можно плавить, придавать ему новую форму и использовать повторно много раз. Однако переработка PLA не всегда проста.
Большинство местных пунктов приема вторсырья не принимают PLA, поскольку он относится к категории “Тип 7”. Тип 7 — это категория, включающая смешанные или биопластики. Эти материалы требуют специальной обработки. При неправильной обработке они могут загрязнить другие перерабатываемые материалы.
Для эффективной переработки PLA-пластика необходимо отделить его от других видов пластика и отправить на предприятие, оборудованное для переработки PLA. Другой вариант — переработать его самостоятельно, используя малогабаритное оборудование для переработки материалов, предназначенное для 3D-печати.
Методы переработки PLA
1. Химическая переработка
Этот метод превращает PLA в его основные химические компоненты. Такие детали впоследствии можно очистить и использовать повторно для производства нового PLA или других материалов.
Различные типы этого процесса включают в себя:
- Гликолиз: Использует гликолевые агенты для деполимеризации ПЛА на более мелкие молекулы.
- Гидролиз: Использует тепло и воду для разложения полимолочной кислоты (PLA) на молочную кислоту.
- Метанолиз: Для производства метил лактата используется метанол. Полученный продукт может быть очищен и подвергнут повторной полимеризации.
Этот процесс более детальный и трудоемкий. Он требует специализированных инструментов. Тем не менее, он дает высококачественные результаты. Химическая переработка обычно осуществляется на промышленных предприятиях или в исследовательских центрах, где требуется материал высокой чистоты.
2. Экструзия промышленной нити
Этот экструзионный процесс подходит для компаний или учреждений, которым необходимо перерабатывать большие объемы отходов PLA. Он использует промышленные экструзионные системы для обработки измельченного PLA. Затем он превращается в однородную и высококачественную нить.
Первоначальные затраты на настройку могут быть выше. Однако в долгосрочной перспективе это обеспечивает более высокую степень извлечения материала и лучшую однородность нити. Промышленные экструзионные системы позволяют точно контролировать диаметр нити, скорость потока и температуру. Это гарантирует стабильные результаты даже после нескольких циклов печати.
3. Механическая переработка
Механическая переработка — это самый простой и распространенный процесс. Он начинается со сбора отходов PLA, их очистки и превращения в новый филамент.
Вот как работает этот процесс:
- Сбор и сортировка: Соберите все отпечатанные детали из PLA-пластика, опоры и остатки филамента. Всегда отделяйте их от других видов пластика, таких как PETG или ABS.
- Уборка: Удалите пыль, краску, клей и загрязнения. Чистые материалы обеспечивают лучшие результаты при экструзии.
- Измельчение или перемалывание: Измельчите PLA-пластик на мелкие однородные кусочки с помощью измельчителя или гранулятора. Более мелкие фрагменты плавятся плавно и равномерно.
- Сушка: PLA легко впитывает влагу, что может привести к образованию воздушных пузырьков во время экструзии. Перед обработкой убедитесь, что материал полностью высох.
- Экструзия новой нити: Высушенные хлопья следует подать в экструдер для нитей, чтобы расплавить их и сформировать новые нити.
Механическая переработка проста, хотя PLA может потерять часть своей прочности и гибкости после нескольких циклов. Для сохранения качества печати многие пользователи смешивают переработанный PLA с частью нового филамента во время экструзии.
Преимущества переработки PLA
1. Снижение материальных затрат
Использование переработанного PLA-пластика может снизить стоимость филамента, особенно для тех, кто часто занимается 3D-печатью.
2. Сокращение отходов
Вместо того чтобы выбрасывать неудачные отпечатки и поддерживающие элементы, переработка позволяет использовать их повторно. Это уменьшает количество пластика на свалках и способствует более рациональному использованию материалов.
3. Больший контроль над подачей нити накаливания
Технология вторичной переработки позволяет производить филамент по запросу. Вы можете настроить толщину, цвет или соотношение компонентов в соответствии с широким спектром потребностей проекта.
4. Вклад в более экологичный производственный процесс
Переработка каждой катушки филамента означает, что требуется меньше нового пластика, что, в свою очередь, помогает сократить общее потребление материалов. Это также способствует формированию осознанных привычек в 3D-печати.
5. Возможности для образования и исследований
Обучение переработке PLA-пластика дает практический опыт в обработке материалов. Именно поэтому это отличная практика для научно-исследовательских учреждений, школ и мастерских.
Как уменьшить количество отходов PLA перед переработкой
1. Оптимизация проектирования модели.
Используйте программное обеспечение, чтобы уменьшить потребность в поддерживающих элементах. Отрегулируйте плотность заполнения, ориентацию печати и углы нависания, чтобы сократить количество отходов.
2. Обеспечьте хорошее сцепление с поверхностью.
Напечатанный элемент, плохо прилипший к печатной платформе, обычно приводит к неудачным результатам. Используйте шероховатые или узорчатые поверхности, а также клеи для улучшения сцепления первого слоя.
3. Регулярно калибруйте принтер.
Проверьте выравнивание сопла, температуру и скорость подачи филамента. Правильная калибровка снижает количество ошибок печати и потерь материала.
4. Повторное использование старых нитей накаливания.
Вы можете соединять короткие обрезки филамента или использовать их для печати небольших деталей. Некоторые пользователи повторно используют остатки филамента для создания прототипов или тестирования настроек принтера.
5. Используйте переработанные нити.
Приобретайте или изготавливайте филаменты из переработанных материалов. Многие поставщики сейчас предлагают переработанный PLA-пластик, который по своим характеристикам ничем не уступает новому филаменту.
Пошаговая инструкция: Переработка PLA в домашних условиях
Шаг 1: Сбор и сортировка
Соберите все использованные детали из PLA-пластика. Затем удалите все посторонние материалы. Обязательно удалите все детали из PETG, ABS или нейлона.
Шаг 2: Очистка материала
Промойте детали из PLA-пластика теплой водой, чтобы удалить масла и пыль. Дайте им полностью высохнуть перед измельчением.
Шаг 3: Измельчить или перемолоть
Для измельчения PLA в хлопья используйте небольшой пластиковый измельчитель или гранулятор. Более мелкие частицы плавятся плавно и равномерно. Кроме того, они обеспечивают лучшую экструзию.
Шаг 4: Всегда убедитесь, что материал полностью сухой.
Измельчённый PLA-пластик поместите в духовку или сушилку при низкой температуре (около 40–50 °C) на несколько часов, чтобы удалить влагу.
Шаг 5: Выдавливание новой нити
Подайте сухие хлопья PLA в экструдер для нитей. Вы можете регулировать температуру и скорость экструзии в зависимости от типа PLA. Соберите экструдированную нить. Затем намотайте ее на катушку.
Шаг 6: Проверка нити накаливания
Распечатайте небольшой тестовый образец, чтобы проверить однородность филамента. Если результаты окажутся неудовлетворительными, перед началом печати можно отрегулировать параметры охлаждения или температуру.
Этот практический процесс позволяет сократить количество отходов. Он также дает возможность лучше понять свойства материала.
Многообразие способов применения переработанного PLA-пластика.
Переработанный PLA можно использовать в различных некритичных областях применения при печати. Его характеристики могут отличаться от характеристик первичного PLA. Тем не менее, это по-прежнему хороший вариант для:
- Инструменты и приспособления: Удобно для изготовления держателей, шаблонов и небольших инструментов для печати в мастерских.
- Декоративные предметы: Подходит для рукоделия, искусства или в качестве не требующих особого ухода предметов для демонстрации.
- Образовательные проекты: Отлично подходит для обучения 3D-печати, переработке отходов и приданию материалам новой жизни.
- Прототипирование: Идеально подходит для ранних этапов проектирования и тестовых распечаток.
Если вашему проекту требуется более высокая прочность или долговечность, смешивание переработанного PLA с новым филаментом может помочь сбалансировать качество печати.
Различные проблемы переработки PLA
Несмотря на свой потенциал, переработка PLA сопряжена с рядом проблем:
- Ограниченное количество пунктов приема вторсырья: Не все предприятия по переработке принимают PLA.
- Деградация материала: Повторный нагрев может несколько снизить механическую прочность PLA.
- Требования к сортировке: Смешивание PLA с другими видами пластика влияет на качество переработанного филамента.
- Загрязнение цветом: После переработки нити разных цветов могут смешиваться, образуя смешанный оттенок.
К счастью, многие из этих проблем можно решить с помощью тщательной сортировки, мойки и контроля технологического процесса.
Заключение
Переработка PLA — один из лучших способов предотвратить образование отходов и ответственно обращаться с материалами для 3D-печати. Независимо от способа обработки — химическим, механическим или промышленным — предоставление PLA второй жизни экономит деньги и снижает объемы утилизации пластика.
Для любителей, школ и компаний понимание процесса переработки PLA-пластика помогает внедрить более эффективные методы печати. Даже простые задачи по переработке, такие как очистка отходов, оптимизация дизайна печати и повторное использование старого филамента, могут оказать реальное влияние.
Если вы научитесь правильно перерабатывать PLA-пластик, вы превратите отходы или остатки в новые изделия.
