abs و موارد استفاده آنها
امروزه مواد پلیمری به دلیل خواص منحصر به فردشان مانند : طیف وسیعی از دماهای عملیاتی ، عایق حرارتی/ الکتریکی بالا ، مقاومت در برابر خوردگی ، نور و خواص کافی نقش مهمی در صنعت دارند . فیلامنت ABS نیز به دارا بودن این خواص در پرینتر های سه بعدی برای ساخت قطعات استفاده می شود.
با این حال یکی از مسائل اصلی برای استفاده از آن هااثرات زیست محیطی بقایای انباشته شده در محیط طبیعی و در محل های دفن زباله است. به دلیل طول عمر آنها که ممکن است تجزیه و تخریب آنها ده ها سال طول بکشید پس می توانند برای محیط زیست مخرب باشند .
دلیل اهمیت بازیافت ABS چیست ؟
تولید پلاستیک در سراسر جهان در سال 2018 360 میلیون تن بوده است. پس روش هایی که با استفاده از آنها بتوان به کاهش تولید پلاستیک و کاهش اثرات آنها بر محیط زیست کمک کرد حائز اهمیت است .
از جمله این روش ها می توان به بازیافت پلاستیک ها در صنایع اشاره کرد . از جمله صنعت هایی که از پلاستیک استفاده می کند پرینتر های سه بعدی هستند . امروزه در صنعت پرینتر سه بعدی از مواد پلیمری به شکل فیلامنت استفاده می شوند . با توجه به پیشرفت روز افزون پرینتر های سه بعدی تولید فیلامنت ها نیز رشد چشمگیری داشته . از جمله فیلامنت های پر طرفدار در صنعت پرینتر های سه بعدی می توان از فیلامنت ABS نام برد .
دلیل استفاده زیاد از فیلامنت ABS در پرینتر سه بعدی چیست ؟
برای پاسخ به سوال دلیل استفاده زیاد از فیلامنت ABS باید گفت که این فیلامنت مقاومت حرارتی بالا و مقاومت در برابر سایش خوبی دارد . همچنین فیلامنت های ABS به راحتی تا چند مرحله قابل بازیافت هستند. بازیافت قطعات تولید شده با پرینتر سه بعدی که پرینت آنها دچار مشکل است می تواند به کاهش تولید فیلامنت ها کمک کند .
در سال های اخیر نیز علاقه ی فزاینده ای در جامعه علمی و ابتکارات کارآفرینی برای ارائه راه حل هایی برای مقابله با موضوع زباله های پلاستیکی ، از جمله بازیافت پلاستیک برای استفاده در پرینتر سه بعدی وجود داشته است .
همچنین ثابت شد بازیافت طیف گسترده ای از ضایعات سود اقتصادی دارد . در سال های اخیر تحقیقات متعددی بر قابلیت بازیافت فیلامنت ها با اکسترود آنها و ساخت قطعات برای بررسی خواص مکانیکی ، فیزیکی و حرارتی آنها انجام میشود.
سهم فیلامنت ABS در بازار مواد اولیه پرینتر سه بعدی
همانطور که قبلا نیز گفتیم تحقیقات زیادی برروی فیلامنت ABS که سهم زیادی را در بازار پرینتر سه بعدی دارد انجام گرفته است . این تحقیقات نشان می دهد که فیلامنت های ABS را تا چندین بار از طریق دستگاه های اکستروژن می شود بازیافت کرد. با موفقیت در پرینتر های سه بعدی مورد استفاده قرار داد .
حجم بازار فیلامنت های پرینتر سه بعدی 1.8 میلیارد دلار در سال 2019 بود که با نرخ رشد 27 درصد تا به ته امروز رشد کرده است . فیلامنت ABS به تنهایی 29 درصد بازار را یعنی 0.5 میلیارد دلار از سهم فیلامنت های بازار را در اختیار دارد .
بنابراین از نظر اقتصادی ارزیابی قابلیت بازیافت فیلامنت ABS و بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی فیلامنت های بازیافتی و بررسی قابلیت استفاده آنها در پرینترهای سه بعدی بسیار ضروری است .
پارامتر های تاثیر گذار بر فرآیند بازیافت ABS
در مدل اقتصاد دایره ای پرینترهای سه بعدی 4 پارامتر اصلی بر فرآیند بازیافت تاثیر گذار است .
این پارامتر ها شامل : 1- تغییرات شیمیایی و ساختاری 2- تغییرات خواص مکانیکی 3- اجزای ترکیب 4- ارزیابی مالی و محیط زیستی می شود . همه این پارامتر ها برای صرفه جویی در فرآیند بازیافت و رفتار مواد پس از بازیافت بسیار مهم هستند . گروه فیلامنت 1001 در این مقاله بر روی تغییرات خواص مکانیکی ناشی از بازیافت فیلامنت ABS با جدا سازی عملیات ترمومکانیکی از سایر پارامترها و بررسی تجربه افراد در تغییر پارامتر های مکانیکی فیلامنت های ABS تمرکز دارد.
آزمایش فیلامنت بازیافتی ABS
برای نمایش تاثیر فرآیند های بازیافت مکرر بر خواص مکانیکی فیلامنت ABS از طریق اکستروژن طیف گسترده ای از آزمایش های مکانیکی بر نمونه های تولیدی با پرینتر سه بعدی از جمله 1- تست کشش استاندارد 2- فشار 3- خمش 4- ضربه و تست های زیرساختی در هر تکرار بازیافت انجام میگیرد .
تحقیقات ثابت می کنند که خواص مکانیکی فیلامنت ABS بازیافتی ، به طور کلی نسبت به تکرار بازیافت بهبود میابد . این بهبود تا 5 مرحله بازیافت ادامه دارد و در مرحله 6 با کاهش خواص مکانیکی رو به رو میشویم. بنابراین بازیافت ، زباله های ABS را به گزینه ای جذاب تبدیل می کند .
بررسی خواص فیلامنت بازیافتی ABS چه کار هایی انجام میدهند؟
برای بررسی خواص فیلامنت بازیافتی ABS ابتدا به یک فیلامنت بکر نیاز داریم . این امر از پودر ABS برای تولید یک فیلامنت بکر از طریق فرآیند اکستروژن استفاده می شود .
فیلامنت بکر تولیدی از یک بازرسی کنترل کیفی عبور می کند. تا اطمینان حاصل شود که قطر فیلامنت تولیدی 1.75 مطابق با مشخصات دستگاه اکستروژن بوده و دارای سطحی صاف باشد.
دمای ذوب مورد نیاز برای تولید فیلامنت بازیافتی ABS
فیلامنت ABS بازیافتی نیز در تمام دوره های بازیافت قبل از ورود یه یک اکسترودر تک پیچ در دمای 350 درجه ذوب می شوند. سپس از یک نازل به قطر 1.75 خارج میشود . با توجه به مشخصات اکسترودر و نازل آنها با این حال فیلامنت تولیدی دارای تلرانس قطر 0.04± است .
همین طور فیلامنت های ABS در طول فرآیند تولید و پس از اکسترود نیازی به وان خنک کاری ندارد و در دمای محیط خنک می شوند . از فیلامنت های بازیافتی تولیدی می شود بدون هیچ مشکلی در فرآیند پرینتر سه بعدی استفاده کرد .
آزمایش فیلامنت ABS بکر
سپس با فیلامنت های بکر قطعات مورد نیاز آزمایشگاه را تولید میکنند. قطعات تولیدی را برای انجام آزمایش های کششی ، فشار، خمش و ضربه به آزمایشگاه می فرستند. مقدار باقی مانده از فیلامنت بکر را به گرانول تبدیل می کنند و سپس به دستگاه اکستروژن وارد می کنند .
در ادامه مراحل بالا را تکرار کرده و پس تولید فیلامنت بازیافتی با آنها قطعات مورد نیاز آزمایشگاه را برای انجام آزمایش ها تولید می کنند. خواص مکانیکی نمونه هایتولیدی با فیلامنت بازیافتی را مورد بررسی قرار دهند .
تمام فرآیند بالا را تا 6 مرحله ادامه می دهند و نمونه های تولیدی با فیلامنت بازیافتی را به آزمایشگاه میفرستد . تا تاثیر هر دوره بازیافت بر فیلامنت ABS مشخص شود و کاربرد آنها نیز با توجه به خواص آنها مشخص شود .
کلام آخر
ما در گروه فیلامنت 1001 با تهیه این مقاله سعی کردیم با معرفی فیلامنت بازیافتی ABS و شرح روش و مراحل بازیافت این فیلامنت شما را با این فیلامنت آشنا کنیم. شما عزیزان با مطالعه این مقاله می توانید با توجه به نیازتان از این فیلامنت استفاده کنید و به کاهش تولید فیلامنت جدید کمک کنید .