Экологичная 3D-печать с использованием Ecostruder, переработанных электронных отходов и солнечной энергии

Электронные устройства являются частью повседневной жизни людей во всем мире - ноутбуки, смартфоны, планшеты и т.д. Ни одно из этих устройств не работает вечно, когда их выбрасывают они наносят серьезный вред окружающей среде. Появляются программы утилизации, которые могут восстанавливать и повторно использовать часть электроники в устройствах, но как насчет всей оставшейся пластмассы?В документе, озаглавленном « Переработка электронных отходов АБС-пластика путем экструзии расплава и 3D-печати с использованием устройств на солнечных батареях в качестве преобразующего инструмента гуманитарной помощи », группа исследователей обсуждает, как они взяли АБС-пластики, обнаруженные в электронных отходах, и переработали их, используя 3D печать.Исследователи использовали пластмассовые отходы из электронных устройств, от которых отказались, в технической школе. Эти пластмассы включали в себя внешний корпус таких устройств, как старые компьютеры, ноутбуки и телефоны. При необходимости они чистили пластик, а затем разбивали его на фрагменты и подавали в гранулирующее устройство с ручным приводом, состоящее из ряда зубчатых зацепленных зубцов, которые можно было вращать с помощью рычага.Пластик прошел несколько этапов повторного измельчения, после чего его пропускали через сетчатое сито.Затем исследователи создали свое собственное устройство для экструзии расплава, которое они назвали «Экострудер». Система использует одношнековую систему и приводится в действие двигателем постоянного тока с внутренним редуктором.

Как только нить сгенерирована экострудером, она была напечатана на 3D-принтере. Чтобы сделать весь процесс еще более экологичным, исследователи использовали наногрид-систему, работающую от солнечной энергии через портативные фотоэлектрические (PV) панели.

«В идеальном случае система, которую мы стремились создать, могла бы работать исключительно за счет использования энергии, генерируемой фотоэлектрическими элементами», - заявляют исследователи.

Испытания проводились на наносетке для оценки эффективности ее генерации заряда. Испытание 1 проводили в облачный день, а испытание 2 - в солнечный день. Средняя постоянная выходная мощность составляла приблизительно 14 Вт для теста 1 и 210 Вт для теста 2. Будущие модификации системы могут включать создание более крупных банков батарей для хранения избыточного заряда во время пиковой генерации, для использования в дни, когда выработка электроэнергии является неоптимальной.

Чтобы проверить производительность системы в 3D-печати, исследователи перенесли ее в место с четким воздействием солнца и 3D-печатью трех разных частей: куб 20x20x20 мм, цилиндр диаметром 30 мм и высотой 30 мм и решетчатую структуру с кубом 30x30x30 мм.Тест был завершен примерно через 90 минут, и солнечные панели не только адекватно запитывали 3D-принтер, но и обладали избытком энергии.

Были также проведены испытания для оценки качества 3D-печатного переработанного материала. Для этого исследователи 3D напечатали трубный соединитель. Было несколько косметических дефектов поверхности, но деталь была прочной. Исследователи использовали напечатанную часть, чтобы соединить участок трубопровода, и проверили ее, заблокировав конец одного куска трубки, создав давление в системе с помощью устройства для испытания под давлением. Часть удерживала воду без утечек до давления 5 бар. Результаты показывают, что переработанный ABS можно использовать для 3D-печати функциональных деталей.

Будущие исследования направлены на тестирование системы в полевых условиях для оценки ее потенциала для оказания гуманитарной помощи.