Andaltec研究聚丙烯回收整合流程，推動(dòng) SLS 3D 打印可持續(xù)轉(zhuǎn)型

2024年3月4日，南極熊獲悉，專注于塑料開發(fā)制造的西班牙研究機(jī)構(gòu)安達(dá)爾特克（Andaltec）宣布了RECYPPOWDER項(xiàng)目，旨在探索再生聚丙烯在增材制造中的應(yīng)用可能性。

聚丙烯（PP）材料以其韌性和輕質(zhì)特性而聞名，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的原型制作。然而，據(jù)該公司稱，將回收聚丙烯整合到增材制造工藝中，特別是選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)。這項(xiàng)研究由Innomaq 21領(lǐng)導(dǎo)，與巴塞羅那大學(xué)和Andaltec合作，旨在利用回收材料開發(fā)適合選擇性激光燒結(jié) (SLS) 技術(shù)的經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的材料。

△安達(dá)爾特克的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。照片來(lái)自 Andaltec。

用于可持續(xù) SLS 3D 打印的再生聚丙烯

據(jù)Andaltec公司稱，SLS 是一種多功能 3D 打印方法，因其開發(fā)高精度和復(fù)雜零件的能力而聞名。它屬于粉末床熔融 (PBF) 增材制造技術(shù)系列，其工作原理是將容器內(nèi)的粉末加熱到略低于其熔點(diǎn)的溫度。然后，滾筒將一薄層鋪展到制造平臺(tái)上，激光選擇性地?zé)�結(jié)粉末，在凝固后形成零件的橫截面。隨后，平臺(tái)下降，這一過(guò)程逐層重復(fù)直至完成。完成后，壓縮空氣會(huì)清潔零件，同時(shí)收集未使用的粉末以供重復(fù)使用，從而最大限度地減少浪費(fèi)。

然而，SLS 3D 打印面臨著兼容原材料的限制。目前，聚酰胺（尼龍）是首選，通常使用鋁或玻璃等添加劑進(jìn)行增強(qiáng)，以增強(qiáng)最終零件的性能。然而，用于 SLS 應(yīng)用的、源自回收聚丙烯的商業(yè)聚合物粉末明顯缺乏。

認(rèn)識(shí)到這一差距，研究人員致力于開發(fā)混合商用聚丙烯和回收聚丙烯的共聚物，優(yōu)化其顆粒尺寸和激光加工性能。這需要解決回收材料與原始材料相比固有的可變性。此外，可行性研究將探索用打印數(shù)據(jù)傳輸取代零件運(yùn)輸，以減少碳足跡。

該項(xiàng)目的雄心不僅限于材料開發(fā)，還致力于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)在現(xiàn)實(shí)條件下在 SLS 3D 打印機(jī)上測(cè)試該新穎產(chǎn)品，該計(jì)劃旨在驗(yàn)證其可行性和影響。Andaltec 的參與涵蓋了材料選擇、兼容性研究和表征等關(guān)鍵任務(wù)，凸顯了其推進(jìn)增材制造發(fā)展的承諾。

△在 Andaltec 工廠進(jìn)行聚合物測(cè)試。 照片來(lái)自 Andaltec。

探索聚丙烯 3D 打印的未開發(fā)領(lǐng)域

盡管聚丙烯是全球消耗量最大的塑料之一，但由于固有的挑戰(zhàn)，聚丙烯尚未充分發(fā)揮其在 3D 打印方面的潛力。PPprint產(chǎn)品經(jīng)理 Sebastian Schmidt 表明了聚丙烯在 3D 打印中的應(yīng)用不足，盡管它在其他行業(yè)中得到了廣泛使用。

Schmidt 強(qiáng)調(diào)了圍繞層間粘合和翹曲的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)阻礙了 PP 在增材制造領(lǐng)域充分發(fā)揮潛力。然而，專注于聚丙烯 3D 打印材料的 PPprint 旨在改變這種現(xiàn)狀。四年多來(lái)，該公司專注于聚丙烯，開發(fā)了廣泛的材料組合，并提供專業(yè)的打印服務(wù)，以克服這些挑戰(zhàn)并加速聚丙烯在各個(gè)領(lǐng)域的采用。

△由 PPprint 3D 打印的聚丙烯零件。照片來(lái)自 PPprint

另一方面，Braskem和TitanRobotics合作推出了一種用于 Titan Atlas 3D 打印機(jī)的新型聚丙烯樹脂，目標(biāo)是大幅面生產(chǎn)零件。該合作伙伴關(guān)系利用聚丙烯的可回收性和強(qiáng)大的性能，解決了聚丙烯打印的挑戰(zhàn)。

經(jīng)過(guò)廣泛的研究和開發(fā)，合作伙伴推出了針對(duì)大規(guī)模聚丙烯3D打印優(yōu)化的光聚合物，具有低翹曲和強(qiáng)層間附著力。因此，這將擴(kuò)大聚丙烯在汽車、包裝和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。