​使用FDM 3D打印再生高密度聚乙烯夾層復(fù)合材料

來源： 增材之光

用于夾層復(fù)合材料的再生高密度聚乙烯增強(qiáng)Al2O3和SiC 3D打印圖案中，作者們探索了使用FDM 3D打印和再生材料為熔模鑄造創(chuàng)造圖案的新方法。雖然回收是一個(gè)主要關(guān)注的對象，在全球范圍內(nèi)，熱塑性塑料的使用越來越多，在廢物處理方面提出了更多問題。由于分離子部件的挑戰(zhàn)，研究人員一直在尋求其他方法來明確回收，而不分離。

“商業(yè)上各種各樣的廢料都是由服務(wù)業(yè)、制造業(yè)和城市固體廢物造成的�！毖芯咳藛T表示，“對地球日益增長的認(rèn)識促成了與廢物處置轉(zhuǎn)移有關(guān)的問題。特別是像印度這樣的發(fā)展中國家的一個(gè)主要問題是固體廢物管理。”

工業(yè)循環(huán)利用工藝流程圖

以前的研究針對木質(zhì)復(fù)合材料的再生高密度聚乙烯，以及對木塑復(fù)合材料也進(jìn)行了研究，盡管作者告訴我們生物塑料通常因?yàn)槌杀具^高而無法使用。然而，在大多數(shù)情況下，聚合物確實(shí)包括旨在增強(qiáng)熱性能和機(jī)械性能的填料。

熔模鑄造通常需要一個(gè)模具和陶瓷外殼來制造原型，在模具中內(nèi)置分離線和嵌件。然后，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行精加工、組裝和填充液體蠟，最后將模具內(nèi)的物品取出。

“在傳統(tǒng)的集成電路工藝中，大量投資主要集中在模型或工具推進(jìn)的產(chǎn)生上�！毖芯咳藛T表示，“承諾的資源隨著模具復(fù)雜性或小批量制造而顯著增加。”“考慮到所有因素，工具制造商需要在專注于制造之前評估各個(gè)模具配置，因?yàn)樵O(shè)計(jì)錯(cuò)誤或迭代通常是昂貴的，而且修改起來很繁瑣。”然而，新技術(shù)一直是通過快速原型制作最終產(chǎn)品的更高精度和強(qiáng)度的原因。

RIC流程

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們使用由高密度聚乙烯制成的原料絲線并用Al2O3 / SiC（平均直徑50μm）增強(qiáng)。然后在開源FDM 3D打印機(jī)上制作圖案。傳統(tǒng)上，這樣的生產(chǎn)需要長達(dá)三個(gè)月才能完成一個(gè)部件，成本高達(dá)500美元。使用FDM 3D打印，該過程最多只需要8個(gè)小時(shí)。

該團(tuán)隊(duì)利用壓模石粉，能夠制造出可靠的夾層復(fù)合材料，提供外殼穩(wěn)定性，耐溫度可達(dá)1100°C左右。與Al一起，還可以使用其他金屬和合金，最終結(jié)果表明適合于原型制作的表面硬度和孔隙率水平。

這些SCM可用作兩相材料，用于具有分形結(jié)構(gòu)的水泥復(fù)合材料的增強(qiáng)元件，用于土木工程應(yīng)用的砌體結(jié)構(gòu)的力網(wǎng)絡(luò)的形狀優(yōu)化，張拉整體結(jié)構(gòu)，超材料打印。擬議的塑料固體廢物回收路線符合其他研究人員通過3D打印討論的應(yīng)用領(lǐng)域。

復(fù)合材料在3D打印和增材制造領(lǐng)域越來越受歡迎，因?yàn)檠芯咳藛T不斷尋找新的方法來生產(chǎn)更好的原型和部件，無論是使用木質(zhì)復(fù)合材料、連續(xù)碳纖維、金屬聚合物還是其他聚合物復(fù)合材料。

SCM的準(zhǔn)備步驟