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最新发现:回收后的PLA 3D打印材料还具备此前属性?

来源:原创

发布时间:2020-05-26 14:34:18

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aau讯(编辑 卢晶)近日,研究员Resham Tamang向位于芬兰首都赫尔辛基的阿卡达应用科学大学提交了题为“关于可回收3D打印材料PLA的分析”的论文。为了寻求更好性能的3D打印材料,Tamang对再生材料的使用进行了调查研究。


Tamang表示,其将先前失败的PLA打印品研磨成颗粒以回收利用,并尝试在回收的PLA聚合物中使用添加剂,且研究了融合添加剂的PLA材料打印产品的机械结构和流变性能的变化。


“回收塑料意味着需要收集塑料废料将其重新加工成有用产品。回收塑料的目的是最大程度地减少塑料污染,并且减少生产新产品所需的大量原始自然资源。”Tamang说道。


“塑料废物遗弃在水中、海洋或垃圾填埋场中是非常危险的,因此各国一直在致力于塑料回收的研究。基于当前的技术,这些塑料很容易在低预算内模制成各种类型的形状。通常情况下,塑料回收有许多过程,例如收集,分类,切碎,洗涤,熔化和造粒。 ”


Tamang表示,聚合物受到污染对材料性能产生负面影响。混合聚合物也会产生“意想不到的行为”,因此正确执行此类过程且无任何污染至关重要。


由于PLA具有比其他3D打印材料更大的用途,因此它一直是研究员们研究的热门主题。例如,先前已经研究了通过混合其他材料(例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA))来改善机械性能。


据了解,很多添加剂可用于制造,其中一些添加剂具有独特的功能,例如抗菌剂,不仅可以更好地保存材料,还可以在某些医疗应用中使用。玻璃纤维可以使材料强度和刚度提高40%。此外,研究人员还研究了其他可生物降解的添加剂,热稳定剂,光稳定剂和各种增强材料。


人们经常选择PLA(例如ABS之类的标准材料上),是因为它具有以下优点:

· 价格亲民

· 低熔点

· 易于使用

· 无气味

· 成品不翘曲


在这项研究中,Tamang分析了回收的PLA的变化,以及测试颗粒及其力学性能以及样品的降解情况。





这项研究使用的材料来自Arcada化学实验室和生产实验室:

· 单螺杆挤出机(KFM制造的Eco Ex型挤出机)

· 快速制粒机系列15

· 造粒机(KFM)

· 熔体流动指数仪(Noselab ATS SM)

· AVR3 G干燥机(Labotek)

· TestometricM350-5CT

· DSC 4000(珀金埃尔默)

· 分光光度计V-670(Jasco)


将历时两年回收的PLA零部件分成白色、黑色和红色三色组,进行测量并称重。然后将所有零件切碎以用于研究,所有样品均以相同方式进行测试。



应力应变测试表明:黑色和红色样品之间存在差异。与纯PLA相比,白色和黑色PLA样品被认为“轴承应力水平不佳”。随着玻璃化转变,结晶度和熔点的降低,热行为也略有改变。


Tamang说:“这些结果清楚地证明了3D零件的样品在一定时间后会在机械、热和化学方面发生降解。”


“白色样品的熔体流动值最低,并且在拉伸试验中的性能最低。在样品上进行的其他测试也显示了相似的结果,白色样品的机械性能很差。FTIR和DSC也显示出这些样品的降解。”




随着PLA等3D打印材料逐渐成为人们持续关注的热点,研究人员着手研究了复合材料的使用、填充图案和层厚对PLA的影响、打印医疗器械(如夹板)的潜力等。







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