آشنایی با نقش بازیافت در پرینت سه‌بعدی و فواید آن
در ضمن درباره استفاده مجدد از مواد پلاستیکی در مراکز بازیافت (recycling center) نیز باید اضافه کرد که وقتی پلاستیک به یک مرکز بازیافت فرستاده می‌شود، شسته، دسته بندی، خرد و سپس به گلوله‌های کوچک تبدیل می‌گردد. این گلوله‌ها سپس به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات جدید استفاده می‌شوند. در این میان مرحله مرتب سازی برای فرآیند بازیافت بسیار مهم است.
عدم جداسازی و مخلوط کردن یک نوع پلاستیک بازیافتی با دیگری می‌تواند استحکام و طول عمر ماده نهایی را به طور جدی کاهش دهد. در نتیجه، کارخانه‌های مرتب‌سازی پلاستیک از روش‌های مختلفی برای جداسازی انواع پلاستیک از یکدیگر استفاده می‌کنند. از این روش‌ها می‌توان به مرتب‌سازی ساده دستی، آشکارسازی با چگالی بالا و آشکارساز مادون قرمز (IR detectors) اشاره کرد.
خب با توجه به این توضیحات، PLA و PETG چه نقشی در این مورد دارند؟ در این مقاله، به چگونگی بازیافت شدن فیلامنت پرینت سه‌بعدی و نکاتی برای کاهش ضایعات پلاستیکی و موارد دیگر خواهیم پرداخت. بازیافت فیلامنت
پلاستیک‌های قابل بازیافت، چگونه دسته بندی می‌شوند؟
شروع کار اینگونه است که ابتدا کارگران مرحله دسته بندی و بازیافت زباله را با دست انجام می‌دهند. به صورت کلی پلاستیک را می‌توان به دو نوع ترموست (thermosets) و ترموپلاستیک (thermoplastics) طبقه بندی کرد. بازیافت فیلامنت
تعریفی که از ترموست بیان می‌شود این است که این مواد بر پایه پلیمر (polymer-based) نامحلول هستند که ذوب نمی‌شوند. و شامل موادی مانند پلی اورتان یا سیلیکون می‌شوند. به طور معمول، بازیافت آنها دشوار است، بنابراین این مقاله بر روی نوع دیگر پلاستیک تمرکز خواهد کرد.
معمولاً ترموست ها به عنوان رزین (Resin) برای چاپ سه‌بعدی پلیمریزاسیون vat (VAT polymerization) استفاده می‌شود. درباره VAT polymerization نیز باید اشاره کرد که در این فرایند از نور فرابنفش برای پخت مواد در یک مخزن استفاده می‌شود. Resin نیز همانگونه که اطلاع دارید، پلاستیک‌های مایعی هستند که با نور فرابنفش خشک شدهاند و در فرایند پلیمریزاسیون vat مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از سوی دیگر ترموپلاستیک موادی هستند که محلول و قابل ذوب هستند. در واقع مواد ترموپلاستیک را می‌توان حتی پس از پردازش (قالب‌گیری، اکسترود و غیره) دوباره شکل داد و بازیافت کرد. بازیافت فیلامنت
ترموپلاستیک ها هیچ مرحله پختی ندارند و پس از حرارت دادن به دمای ذوب خود، انعطاف پذیر یا قابل کار می‌شوند. در نتیجه، تقریباً تمام پرینترهای سه‌بعدی FDM (Fused Deposition Modeling) یا همان فناوری ساخت افزایشی از ترموپلاستیک استفاده می‌کنند.
در تئوری بازیافت در پرینت سه‌بعدی ، بیشتر انواع ترموپلاستیک ها را می‌توان ذوب و بازیافت کرد. با این حال، انواع پلاستیک‌هایی که توسط کارخانه‌های بازیافت پردازش می‌شوند، می‌توانند در سراسر جهان یا حتی بین شهرداری‌های مختلف یک شهر به طور قابل توجهی متفاوت باشند.
آیا تمام فیلامنت (Filament) پرینترهای سه‌بعدی قابل بازیافت است؟
قبل از پرداختن به این عنوان و بازیافت در پرینت سه‌بعدی ابتدا درباره فیلامنت PLA و ABS اطلاعات بیشتری را ارائه خواهیم داد. فیلامنت PLA یک پلیمر ترموپلاستیک است که از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت، نشاسته سیب زمینی، نیشکر و موارد دیگر تولید می‌شود. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) یا آکریلو نیتریل بوتادین استایرن، پلیمری است که در چاپ سه‌بعدی نیز استفاده می‌شود.
این دو پلیمر گفته شده توسط اکثر برنامه‌های بازیافت شهری بازیافت نمی‌شوند. و توسط سازمان بین المللی ASTM، هر دو به عنوان نوع 7 یا “سایر” طبقه بندی می‌شوند که معمولاً توسط برنامه‌های بازیافت مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. بنابراین، متأسفانه، نمی‌توانید چاپ‌های ناموفق خود را فقط در سطل بازیافت بیندازید.
از سوی دیگر فیلامنت PETG (Polyethylene terephthalate glycol) یا پلی اتیلن ترفتالات گلیکول مواد ترموپلاستیک دیگری است که به دلیل دوام و شکل‌پذیری فوق‌العاده در فرایند چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اگرچه مواد قابل بازیافت در پرینت سه‌بعدی مانند PETG و PET از نظر شیمیایی بسیار مشابه هستند، PETG نیز توسط اکثر برنامه ها از بازیافت حذف می‌شود. در واقع، شباهت شیمیایی PETG به سایر انواع پلاستیک PET، همراه با نقطه ذوب پایین آن، PETG را به یک آلاینده مزاحم در طول بازیافت PET تبدیل می‌کند. به این دلیل که تشخیص آن از PET دشوار است و به طور خطرناکی پایداری دمایی ماده PET نهایی را در صورت مخلوط شدن با آن کاهش می‌دهد. بازیافت فیلامنت
PET نیز پلاستیکی شفاف و قوی است که به دلیل وزن سبک، برای بسته بندی انواع مختلف مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از سوی یگر فیلامنت پلی پروپیلن (PP) معمولاً برای چاپ سه‌بعدی استفاده نمی‌شود زیرا ماهیت نیمه کریستالی آن باعث می‌شود در هنگام خنک شدن به طور قابل توجهی انحراف داشته باشد. برخی از مناطق بازیافت، این مواد را در دسته مواد قابل استفاده مجدد خود قرار دادهاند.
تقریباً هر نوع فیلامنت چاپگر دیگری (از جمله نایلون و پلی کربنات) نیز مانند ABS و PLA به عنوان نوع 7 طبقه بندی می‌شوند. بنابراین شامل مواد قابل بازیافت در پرینت سه‌بعدی نمی‌شوند. بازیافت فیلامنت
شیوه بازیافت فیلامنت PLA
اگر نمی‌توانید فیلامنت PLA را از طریق روش‌های معمولی به پلاستیک بازیافتی تبدیل کنید، راه جالب دیگری برای مقابله با آن و بدون فرستادن آن به محل دفن زباله وجود دارد. یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد PLA این است که یک پلاستیک زیست تخریب پذیر است، به این معنی که می‌تواند در طول زمان توسط باکتری ها و قارچ ها تجزیه شود. شما می‌توانید با “کمپوست کردن” زباله‌های PLA خود از این ویژگی استفاده کنید.
کمپوست کردن PLA شامل شکستن آن به قطعات کوچک و رها کردن آن در محیطی غنی از میکروب مانند توده کمپوست است. بسته به شرایط، ممکن است زمان بسیار زیادی طول بکشد تا PLA به طور کامل از بین برود. در آب و هوای مرطوب تا یک سال و در آب و هوای خشک حتی بیشتر از آن انتظار می‌رود.
اگر در مکانی زندگی می‌کنید که برنامه کمپوست شهری دارد، ضایعات PLA خود را با ضایعات غذایی معمولی مخلوط نکنید. زمان طولانی تجزیه PLA و همچنین پتانسیل آن برای تولید باقیمانده فلزات سنگین پس از تجزیه، آن را با تاسیسات کمپوست تجاری ناسازگار می‌کند. اگر PLA را با ضایعات غذایی خود مخلوط کنید، احتمالاً در نهایت از کمپوست خارج شده و به محل دفن زباله فرستاده می‌شود. بازیافت فیلامنت
استفاده مجدد از فیلامنت
یکی از ویژگی‌های مهم بازیافت در پرینت سه‌بعدی و همچنین ترموپلاستیک‌هایی که در پرینت سه‌بعدی استفاده می‌شوند، توانایی آنها در ذوب شدن و اکسترود مجدد بدون از دست دادن قابل توجه مواد است. ساخت و استفاده از یک اکسترودر فیلامنت در خانه کمی پیشرفته‌تر از استفاده از چاپگر سه‌بعدی است. و راهی عالی برای بازیافت را در اختیار شما قرار می‌دهد. همچنین به شما امکان می‌دهد فیلامنت خود را بسازید که هزینه فیلامنت را کاهش می‌دهد. این در صورتی است که هزینه ساخت اکسترودر خود را در نظر نگیرید.
مرحله بازیافت و تبدیل آن به فیلامنت قابل استفاده به دو مرحله نیاز دارد که شامل خرد کردن پلاستیک به قطعات کوچک، سپس ذوب و اکسترود کردن آن با یک اکسترودر فیلامنت است. راه حل‌های زیادی برای مرحله دوم وجود دارد، با اکسترودرهای پلاستیکی درجه یک مانند Filastruder یا Filabot که برای فروش در دسترس هستند، به راحتی می‌توان مواد بازیافتی را دوباره استفاده کرد.
متاسفانه، مرحله خرد کردن پلاستیک کمی دشوار است. آسیاب کردن قطعات بزرگ پلاستیک فشار زیادی بر انواع موتورهای موجود در اکثر لوازم تجاری وارد می‌کند و خردکن‌های صنعتی (industrial shredders) که می‌توانند این فشار را تحمل کنند، بسیار گران هستند. با این حال، مردم با استفاده از یک مخلوط کن یا چرخ گوشت برای شکستن مقادیر کمی از زباله‌های پلاستیکی خود برای اکستروژن فیلامنت موفق شده اند. بازیافت فیلامنت
در این مقاله درباره شیوه بازیافت در پرینت سه‌بعدی اطلاعاتی را ارائه دادیم. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما همراه باشید.
