Ekologiczny druk 3D przy użyciu Ecostruder, recyklingowych odpadów elektronicznych i energii słonecznej

Urządzenia elektroniczne są częścią codziennego życia ludzi na całym świecie - laptopów, smartfonów, tabletów, pasm fitness itp. Są cudowne z wielu powodów, ale żadne z tych urządzeń nie trwa wiecznie, a kiedy "odrzucone, mogą wyrządzić poważną szkodę środowisku naturalnemu. Powstają programy recyklingu, które mogą odnowić i ponownie wykorzystać niektóre elementy elektroniczne w urządzeniach, ale co z pozostałym tworzywem sztucznym? W artykule zatytułowanym "Recykling tworzyw sztucznych ABS z odpadów elektronicznych poprzez wytłaczanie w stanie stopionym i drukowanie 3D za pomocą urządzeń zasilanych energią słoneczną jako transformującego narzędzia do pomocy humanitarnej" grupa naukowców omawia, w jaki sposób wzięli tworzywa ABS z odpadów elektronicznych i poddali je recyklingowi przy użyciu Drukowanie 3D.

Naukowcy wykorzystali odpady z tworzyw sztucznych z wyrzuconych urządzeń elektronicznych w Szkole Inżynierskiej Deakin University. Tworzywa te obejmowały obudowę zewnętrzną z takich urządzeń, jak stare komputery, stacje dokujące do laptopów i telefony stacjonarne. W razie potrzeby oczyścili tworzywo sztuczne, a następnie rozbili je na fragmenty i wprowadzili do ręcznie obsługiwanego urządzenia do granulacji, które składa się z szeregu zazębionych, zazębiających się zębów, które można obracać za pomocą ramienia dźwigni. Plastik przeszedł kilka faz wielokrotnego mielenia, po czym został przepuszczony przez sito z siatki.

Naukowcy stworzyli wówczas własne urządzenie do wytłaczania ze stopu, które nazwali Ecostruder. System wykorzystuje system z pojedynczą śrubą i jest zasilany przez wewnętrzny silnik prądu stałego CD3D .

"Aby zapewnić śruba działa ze stałą prędkością obrotową, koder jest używany do pomiaru prędkości obrotowej, a który jest sprzężeniem zwrotnym do regulatora PID "- wyjaśniają naukowcy. "Śruba jest również sprzężona bezpośrednio z motoreduktorem, co zapewnia prosty i solidny interfejs, w którym łańcuchy pomocnicze nie są wymagane. Trzy indywidualnie sterowane nagrzewnice taśmowe o mocy 50 W. zapewniają możliwość zmiany rozkładu temperatury wzdłuż cylindra, co z kolei pozwala kontrolować, w jaki sposób wprowadzane odpady z tworzywa sztucznego przechodzą z fazy stałej do fazy ciekłej. "

Po wygenerowaniu żarnika przez Ecostruder został wydrukowany w 3D przy użyciu LulzBot Mini. Aby uczynić cały proces jeszcze bardziej przyjaznym dla środowiska, naukowcy zastosowali system nanoskali zasilany energią słoneczną za pośrednictwem przenośnych paneli fotowoltaicznych (PV).

"W idealnym scenariuszu system, który chcieliśmy stworzyć miałaby zdolność działania wyłącznie z użyciaenergii generowanej przez PV "- stwierdzają naukowcy. "Nie byłoby to realistyczne w rzeczywistych scenariuszach operacyjnych, a więc celem było stworzenie dynamicznego systemu, który mógłby działać bezpośrednio wykorzystując energię z ogniw fotowoltaicznych i przekazywać nadmiar ładunku do baterii litowo-jonowych. I odwrotnie, w czasach, gdy do wytworzenia odpowiedniego urządzenia generuje się niewystarczającą energię elektryczną, można wykorzystać ładunek z systemu baterii do podtrzymania operacji. "

Przeprowadzono testy systemu nanokrystalicznego, aby ocenić jego efektywność generowania ładunku. Test 1 wykonano w pochmurny dzień, a test 2 w słoneczny dzień. Średnia moc wyjściowa wynosiła około 14 W dla testu 1 i 210 W dla testu 2. Przyszłe modyfikacje systemu mogą obejmować budowę większych banków akumulatorów w celu przechowania nadmiaru ładunku w czasie szczytowego wytwarzania, do wykorzystania w dniach, gdy wytwarzanie energii jest nieoptymalne. / p>

Aby przetestować wydajność druku 3D systemu, naukowcy zabrali go do miejsca z wyraźną ekspozycją na słońce i wydrukowano trzy różne części: kostkę 20x20x20mm, średnicę 30 mm i cylinder o wysokości 30 mm i kratownicę struktura z kostką o wymiarach 30x30x30mm. Test został zakończony w ciągu około 90 minut, a panele słoneczne nie tylko odpowiednio zasilały drukarkę 3D, ale posiadały nadmiar energii.

"Jeśli przyjmujemy takie same warunki środowiskowe w typowym dniu pracy, który obejmowałoby drukarkę 3D przez 8 godzin, a Ecostruder przez 2 godziny, wytworzona nadwyżka energii byłaby odpowiednia do tego zastosowania, jednocześnie ładując system akumulatorów o dodatkowe 25Ah ", stwierdzili badacze.

Testy były również wykonywane w celu oceny jakości drukowanego w 3D materiału z recyklingu. Aby to zrobić, naukowcy 3D wydrukowali złącze rurowe. Było kilka kosmetycznych wad powierzchni, ale część była solidna. Naukowcy wykorzystali zadrukowaną część do przyłączenia się do odcinka rurociągu i przetestowali go, blokując koniec jednej części rurki, naciskając system za pomocą urządzenia do testowania ciśnienia hydraulicznego. Część utrzymywała wodę bez wycieków do ciśnienia 5bar. Wyniki pokazują, że poddane recyklingowi ABS można wykorzystać do drukowania funkcjonalnych części 3D.

Celem przyszłych badań jest przetestowanie systemu w warunkach terenowych w celu oceny jego potencjału w zakresie pomocy humanitarnej.

Autorzy praca obejmuje Mazher Iqbal Mohammed, Daniel Wilson, Eli Gomez-Kervin, Callum Vidler, Lucas Rosson i Johannes Long.

Omów to i inne drukowanie 3Dtematy na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się swoimi przemyśleniami poniżej.