Следующий обзор литературы изначально был проведен в рамках экструдера для отходов пластика для Mech 461. Теперь он поддерживает проект Recyclebot . Пожалуйста, добавьте контент.
Содержание
- 1 Смотрите также
- 2 Таблица свойств полимеров
- 3 Поиски
- 4 Статьи группы MOST об отходах экструзии пластика
- 5 Технология быстрого прототипирования с открытым исходным кодом
- 6 Переработка пластмасс
- 6.1 Исследование механического, термического поведения и ползучести вторично переработанных промышленных полиолефинов
- 6.2 Пути переработки и восстановления твердых пластиковых отходов (ТБО): обзор
- 6.3 Экспертиза возможности вторичной переработки и использования вторичного полиэтилена и полипропилена.
- 6.4 Характеристика и восстановление полимеров из лома мобильных телефонов
Смотрите также
- Waste plastic extruder
- Быстрое прототипирование OSAT с открытым исходным кодом
- Обзор литературы по 3D-принтерам с открытым исходным кодом
- Время окупаемости энергии робота-переработчика пластиковых отходов на солнечной фотоэлектрической энергии
Таблица свойств полимеров
| Плотность (г/см3) | Твердость | Предел прочности, предел текучести (МПа) | Удлинение при выходе (%) | Модуль упругости (ГПа) | Модуль упругости при изгибе (ГПа) | Температура обработки (˚C) | Средняя температура ствола (˚C) | Температура матрицы (˚C) | Примечания | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HDPE, выдувной | 0,935 – 1,01 | 57,0 – 73,0 Шор D | 15,2 – 42,1 | 6.00 – 13.00 | 0,700 – 2,62 | 0,586 – 2,62 | 160 – 260 | н/д | 175 – 190 | |
| ЛПЭНП, экструзионная марка | .916 - .944 | 51,0 – 58,0 Шор D | 7,58 – 17,9 | н/д | н/д | .276 - .480 | н/д | н/д | н/д | |
| ПЭВД, экструзионный сорт | .915 - .939 | 42,0 – 57,0 Шор D | 7.60 – 12.0 | н/д | .152 - .290 | .0800 -.276 | 108 – 340 | 177 - 210 | 204 – 221 | |
| АБС, экструдированный | 1.03 – 1.17 | 68,0 – 113 Роквелл Р. | 13,0 – 65,0 | 0,620 – 30,0 | 1.00 – 2.65 | 1.20 – 5.50 | 180 – 274 | 190 – 250 | 210 -250 | |
| ПП, экструзионный сорт | 0,886 – 1,84 | 57,0 -120 Роквелл Р | н/д | 1,60 – 30,0 | 0,680 – 2,60 | 0,620 – 2,55 | 120 – 330 | 190 -280 | 200 -310 | |
| ПК, экструдированный | 1,20 – 1,26 | 120 – 126 Роквелл Р. | 58,6 – 70,0 | 6.00 – 50.0 | 1,79 – 3,24 | 2.09 – 3.10 | 270 – 343 | 250 – 332 | н/д | |
| ПЭТ, неармированный | 1,25 – 1,91 | 80,0 – 95,0 | 53,0 – 265 | 3,5 – 30,0 | 1.83 – 5.20 | 1,90 – 15,2 | 120 – 295 | н/д | н/д |
все данные из данных о свойствах материала Matweb
добавить коэффициенты линейного расширения
Поиски
- Отходы пластиковой экструзии
- РепРэп
- Потрясающе @дома
- Быстрое прототипирование с открытым исходным кодом
- Термопласты
- Полимолочная кислота
- Пластиковые отходы в развивающихся странах
- выбросы термопластов
Статьи группы MOST об отходах экструзии пластика
- Деннис Дж. Байард, Обри Л. Верн, Роберт Б. Окли, Мэтью Дж. Фидлер, Саманта Л. Снабс и Джошуа М. Пирс. Green Fab Lab Применение аддитивного производства на основе полимеров на больших площадях . Аддитивное производство 27, (2019), стр. 515-525. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.03.006 открытый доступ
- Дэвид Шоннард, Эмили Типальдо, Вики Томпсон, Джошуа Пирс, Джерард Канеба, Роберт Хэндлер. Системный анализ ПЭТ и олефиновых полимеров в экономике замкнутого цикла. 26-я конференция по проектированию жизненного цикла CIRP. Процессия CIRP 80, (2019), 602–606. https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.01.072 открытый доступ
- Обри Л. Верн, Джозеф Р. Маккаслин, Адам М. Прингл и Джошуа М. Пирс. RepRapable Recyclebot: экструдер для 3D-печати с открытым исходным кодом для преобразования пластика в нить для 3D-печати. HardwareX 4C (2018) e00026 doi: https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00026 открытый доступ
- Обри Л. Верн и Джошуа М. Пирс. Измельчитель-гранулятор полимера для 3-D печати для аддитивного производства плавленых гранул. Изобретения 2018, 3(4), 78; https://doi.org/10.3390/inventions3040078 открытый доступ
- Верн, Алабама; Байард, диджей; Окли, РБ; Фидлер, MJ; Снабс, СЛ; Пирс, Дж. М. Изготовление плавленых частиц. 3-D печать: оптимизация и механические свойства переработанных материалов. Материалы 2018 , 11, 1413. doi: https://doi.org/10.3390/ma11081413 открытый доступ
- Адам М. Прингл, Марк Рудницки и Джошуа Пирс (2017) Переработанная нить для 3D-печати на основе отходов деревянной мебели. Журнал лесных товаров 2018, Том. 68, № 1, стр. 86-95. https://doi.org/10.13073/FPJ-D-17-00042 открытый доступ
- Дебби Л. Кинг, Адегбойега Бабасола, Джозеф Розарио и Джошуа М. Пирс, « Мобильные 3D-принтеры с открытым исходным кодом на солнечной энергии для распределенного производства в автономных сообществах », Проблемы устойчивого развития 2 (1), 18–27 (2014). открытый доступ
- Шань Чжун и Джошуа М. Пирс. Затягивание круговой экономики: объединение распределенной переработки и производства с recyclebot и 3-D печатью RepRap , Resources, Conservation and Recycling 128, (2018), стр. 48–58. doi: 10.1016/j.resconrec.2017.09.023 открытый доступ
- М. А. Крейгер, М. Л. Малдер, А. Г. Гловер, Дж. М. Пирс , Анализ жизненного цикла распределенной переработки использованного полиэтилена высокой плотности для нити для 3-D печати , Журнал более чистого производства , 70, стр. 90–96 (2014). DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.02.009 . открытый доступ
- Шань Чжун, Пратикша Ракхе и Джошуа М. Пирс. Время окупаемости энергии робота-переработчика пластиковых отходов, работающего на солнечной фотоэлектрической энергии . Переработка 2017, 2(2), 10; doi: 10.3390/recycling2020010 открытый доступ
- Фили С.Р., Вейнен Б. и Пирс Дж.М. (2014). Оценка потенциальных стандартов справедливой торговли для этической нити для 3D-печати . Журнал устойчивого развития , 7 (5), 1-12. DOI: 10.5539/jsd.v7n5p1 открытый доступ
- М. Крейгер, Г. К. Анзалоне, М. Л. Малдер, А. Гловер и Дж. М. Пирс (2013). Распределенная переработка бытовых пластиковых отходов в сельской местности. Онлайн-библиотека протоколов MRS, 1492, mrsf12-1492-g04-06 doi:10.1557/opl.2013.258. открытый доступ
- Кристиан Бэхлер, Мэтью ДеВуоно и Джошуа М. Пирс, « Распределенная переработка отходов полимера в сырье RepRap » , Журнал быстрого прототипирования, 19 (2), стр. 118-125 (2013). открытый доступ
Технология быстрого прототипирования с открытым исходным кодом
RepRap — быстродействующий прототипировщик
Рис Джонс, Патрик Хауфе, Эдвард Селлс, Пейман Иравани, Вик Олливер, Крис Палмер и Адриан Бойер, «RepRap - воспроизводящий быстрый прототип», Robotica, 29 (1), стр. 177–191 (2011).
Абстрактный:
В этой статье представлены текущие результаты проекта RepRap – текущего проекта, в рамках которого был создан и свободно распространялся копирующийся быстрый прототип. Мы приводим основные рассуждения, которые привели к изобретению машины, выбор процессов, которые мы и другие использовали для ее реализации, конструкции ключевых частей машины и то, как они развились из их первоначальных концепций и экспериментов, а также оценки репродуктивного успеха машин в мире на момент написания (около 4500 машин за два с половиной года).
Примечания:
- краткая история самовоспроизведения и определения связанных с ним терминов.
- объясняет философию и мотивацию изобретения RepRap Бойером, а также решение сделать исходный код открытым.
- пошаговая эволюция RepRap от первой модели до RepRap Mendel.
- включает процесс проектирования и подробное описание того, как работает машина.
- Продолжение: обратите внимание на производство PLA
Дополнительные ресурсы по RepRap:
Огромное количество информации доступно на вики RepRap, которую можно найти здесь . Эта вики содержит подробные инструкции по сборке и включает в себя множество улучшений, дополнений и т. д. от сообщества открытого исходного кода. Особый интерес для этого проекта представляют два следующих проекта, в которых делается попытка создать сырье из переработанного пластика:
Fab@Home — комплект для изготовления персонального настольного компьютера
Э. Мэлоун и Х. Липсон, «Fab@Home: комплект для изготовления персонального настольного компьютера», Rapid Prototyping Journal, vol. 13, стр. 245–255, 2007.
Абстрактный:
Цель. Производство изделий произвольной формы (SFF) может совершить революцию в производстве, позволяя даже людям изобретать, настраивать и производить товары экономически эффективно у себя дома. Коммерческие системы производства произвольной формы, хотя и успешны в промышленных условиях, являются дорогостоящими, запатентованными и работают с небольшим количеством дорогих и запатентованных материалов, что ограничивает рост и развитие технологии. Проект Fab@Home с открытым исходным кодом был создан для продвижения технологии SFF, предоставляя ее в руки любителей, изобретателей и художников в простой, дешевой форме и без ограничений для экспериментов. Данная статья призвана изучить это.
Дизайн/методология/подход. Была разработана простая, недорогая, модифицируемая пользователем система изготовления произвольной формы, названная Fab@Home Model 1, а проекты, документация, программное обеспечение и исходный код были опубликованы на редактируемом пользователем сайте. wiki» под лицензией BSD с открытым исходным кодом. Было построено шесть систем, три из них переданы заинтересованным пользователям в обмен на отзывы о системе и материалы для веб-сайта.
Выводы: Fab@Home Model 1 может создавать объекты, состоящие из нескольких материалов, с размерами менее миллиметра и общими размерами более 20 см. За первые шесть месяцев работы проект посетили более 13 миллионов веб-сайтов и освещался в средствах массовой информации несколькими международными новостными и технологическими журналами, веб-сайтами и программами. Модели 1 используются на курсах инженерного дела в университетах, Модель 1 будет включена в выставку по истории пластмасс в Музее науки в Лондоне, Великобритания, а комплекты теперь можно приобрести на коммерческой основе. Ограничения/последствия исследования. Простота конструкции и эксплуатации Модели 1 не была тщательно проверена. Стоимость строительных материалов (2300 долларов США) не позволила некоторым заинтересованным людям построить собственные системы.
Практические последствия. Энергичная общественная реакция на проект Fab@Home подтверждает широкую привлекательность технологии изготовления персональных изделий произвольной формы. Разнообразие интересов и желаемых приложений, выраженных общественностью, позволяют предположить, что подход с открытым исходным кодом к ускорению распространения технологии SFF, воплощенный в проекте Fab@Home, вполне может быть успешным.
Оригинальность/ценность. Fab@Home уникальна своей целью популяризации и продвижения технологии SFF ради самой технологии. Проект RepRap в Великобритании появился раньше Fab@Home, но его целью является создание машин, способных самостоятельно производить большую часть деталей. Эти два проекта во многих отношениях дополняют друг друга, и между ними ожидается плодотворный обмен идеями и разработками.
Примечания:
- менее ориентирован на самовоспроизведение, чем RepRap, но та же цель — сделать быстрое прототипирование широко доступным.
- использует экструзию шприцем вместо экструзии нитей RepRap.
- программное обеспечение с открытым исходным кодом на момент публикации работает исключительно с ОС Windows.
Дополнительные ресурсы на Fab@Home:
Посетите вики Fab@Home [1] . На этой странице представлены подробные инструкции по созданию, а также улучшения, дополнения и т. д., разработанные сообществом открытого исходного кода. Несколько общих замечаний:
- Аналогичный проект RepRap и RapMan.
- Разработан в Корнельском университете Ходом Липсоном и Эваном Мэлоуном.
- Использует аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом. Программное обеспечение было специально разработано для Fab@Home, но имеет открытый исходный код.
- В экструзии используется система на основе шприца/поршня, позволяющая работать с различными материалами.
Система быстрого изготовления прототипов
А.Тан, Т. Никсон, «Система быстрого производства прототипов» , неопубликованная студенческая статья, Университет Аделаиды, Аделаида, Австралия, (2007 г.)
Примечания:
- освещает применение и преимущества мелкомасштабной технологии быстрого прототипирования.
- краткое изложение существующих мелкомасштабных и коммерческих технологий. Комплексный обзор технологических методов. (т. е. Fab@home использует изготовление твердой произвольной формы (SFF), а RepRap использует метод наплавления (FDM)).
- информация о материалах для быстрого прототипирования, включая хороший обзор термопластов.
- некоторые испытания материалов с помощью Rapid Prototyper (свойства включают вязкость, время отверждения, время наслаивания, скорость течения).
- разработать альтернативную систему депонирования для Fab@Home. Кажется, это удачный экструдер для гранул.
- интересная идея - 2 подогреваемые секции, одна для плавления, другая для поддержания заданной температуры через сопло.
- включить подогреваемый бункер для предварительного плавления материала
- шнековый экструдер для нанесения материала.
- некоторая оптимизация завершена.
РэпМэн
- коммерчески доступная проприетарная версия RepRap Darwin.
- комплекты доступны по цене около 1000 долларов США.
- некоторые фирменные компоненты.
Больше информации:
MakerBot
- another open source 3D printer which is sub-$1000.
Больше информации:
Переработка пластмасс
Исследование механического, термического поведения и ползучести вторично переработанных промышленных полиолефинов
С. Хайдер Ризви, С.Х. Масуд, Игорь Сбарски. «Исследование механического, термического поведения и ползучести переработанных промышленных полиолефинов «Прогресс в области резины, пластмасс и технологий переработки», 23 (2), 97–110. 2007 г.
Примечания:
- переработка промышленных пластмасс, напр. пластиковые ведра и контейнеры
- полиолефины – ПП, ПНД, наиболее распространена смесь полиэтилена и полипропилена.
- смесь – физическая смесь двух или более полимеров, цель = получить желаемые свойства, достигаемая путем разбавления технических смол w. недорогие товарные полимеры
- по мере увеличения процента переработанного полиэтилена высокой плотности --> снижение модуля упругости при растяжении, модуля упругости при изгибе и снижение текучести pt смещается в сторону меньшей деформации, никаких изменений в прочности на растяжение и изгиб, более 40% переработанного материала - значительное снижение кристалличности
- по мере увеличения процента переработанного ПП --> модуль упругости снижается, модуль упругости при изгибе увеличивается незначительно, никаких изменений в прочности на растяжение и изгибе нет, до тех пор, пока 60% переработанного ПП - кристалличность уменьшается линейно, после 60% кристалличность не изменяется
- Слизняк
- быстрая ползучесть --> упругая деформация
- медленная ползучесть --> вязкоупругая деформация (большая часть процесса ползучести), остаточная деформация
- зависит от температуры и стресса
Пути переработки и восстановления твердых пластиковых отходов (ТБО): обзор
С.М. Аль-Салем, Дж.Байенс, П. Леттьери, «Пути переработки и восстановления твердых пластиковых отходов (PSW): обзор», Управление отходами, 29 (10), 2625-2643, 2009. doi: 10.1016/j. .wasman.2009.06.004""
Абстрактный:
Твердые пластиковые отходы (ТБО) представляют собой проблемы и возможности для общества, независимо от его осведомленности об устойчивом развитии и технологических достижений. В этой статье рассматривается недавний прогресс в переработке и восстановлении PSW. Особое внимание уделяется отходам, образующимся из полиолефиновых источников, которые составляют большую часть наших ежедневных пластиковых изделий с одним жизненным циклом. Подробно описаны и обсуждены четыре пути обработки PSW, охватывающие первичные (реэкструзия), вторичные (механические), третичные (химические) и четвертичные (регенерация энергии) схемы и технологии. Первичная переработка, которая включает повторное введение чистых отходов монополимера в цикл экструзии для производства продукции из аналогичного материала, обычно применяется на самой технологической линии, но редко применяется среди переработчиков, поскольку материалы для вторичной переработки редко обладают необходимыми свойствами. качество. Различные отходы, состоящие либо из отходов с истекшим сроком эксплуатации, либо из отходов производства (лома), являются сырьем для вторичных технологий, поэтому их размер обычно уменьшается до более желательной формы и формы, таких как гранулы, хлопья или порошки, в зависимости от источник, форма и удобство использования. Схемы третичной обработки в последние годы внесли большой вклад в улучшение ситуации с переработкой PSW. Передовые методы термохимической обработки охватывают широкий спектр технологий и позволяют производить либо топливо, либо нефтехимическое сырье. В настоящее время некаталитический термический крекинг (термолиз) привлекает все больше внимания из-за увеличения стоимости барреля сырой нефти и получения очень ценных продуктов. Но факт остается фактом: передовой термохимической переработке PSW (а именно, полиолефинов) все еще не хватает надлежащего дизайна и кинетической основы для достижения определенных желаемых продуктов и/или химикатов. Было обнаружено, что рекуперация энергии является достижимым решением проблемы PSW в целом и твердых бытовых отходов (ТБО) в частности. Количество энергии, производимой в печах и реакторах, применяемых по этому маршруту, достаточно исследовано вплоть до момента эксплуатации, но не с точки зрения интеграции ни с нефтехимическими, ни с перерабатывающими заводами. Хотя схемы первичной и вторичной переработки хорошо отработаны и широко применяются, делается вывод, что многие из схем третичной и четвертичной переработки PSW кажутся надежными и заслуживают дополнительного изучения.
Примечания:
- реэкструзия (первичная переработка) – повторное введение лома/промышленного/монополимерного пластика в цикл экструзии.
- лом должен быть получистым = непопулярный w. переработчики
- технологический лом - изготовленная продукция, не соответствующая стандартам производителя.
- в Великобритании технологический лом = 250 000 тонн --> 95% первично переработано
- проблемы переработки бытовых отходов
- большое количество источников поставляет небольшое количество PSW
- утечка ресурсов, высокие эксплуатационные расходы
Экспертиза возможности вторичной переработки и использования вторичного полиэтилена и полипропилена.
Джемаль Меран, Оркун Озтюрк и Мехмет Юксель, Исследование возможности переработки и использования переработанного полиэтилена и полипропилена, Технический отчет (Киникли, Денизли, Турция: Университет Памуккале, факультет машиностроения, без даты).
- производятся в следующем процентном соотношении: 31 % полиэтилен (ПЭ), 17 % поливинилхлорид (ПВХ), 15 % термореактивные материалы, 14 % полипропилен (ПП) и 9 % полистирол (ПС).
- пластиками, наиболее подходящими для переработки, являются полиэтилен, полипропилен, ПВХ и полиэтилентерефталат (ПЭ).
- Переработанный пластик не следует использовать в медицине и пищевой промышленности. Тем не менее, переработанный пластик можно использовать в 90% случаев, например, при производстве сократимых пленок, некоторых видов труб, ламинатов с сэндвич-структурой и некоторых контейнеров, предназначенных для промышленного использования.
- Результаты экспериментов показали, что пригодность вторичного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности и полипропилена составляет 100%.
- полипропилен – прочность на разрыв, даже в брусках, спрессованных из полипропилена с высокой степенью вторичной переработки, снизилась на 15% по сравнению с чистым материалом.
- ПНД снижение на 24%
- ПВД снижение на 36%
Характеристика и восстановление полимеров из лома мобильных телефонов
Анжела С. Каспер, Андреа М. Бернардес и Хьюго М. Вейт. «Характеристика и восстановление полимеров из лома мобильных телефонов»
Примечания:
- пользователи хранят определенные модели мобильных телефонов от 9 до 18 месяцев, прежде чем заменить их на более новое или лучшее оборудование.
- подсчитано, что глобальное количество таких устаревших мобильных телефонов сейчас превышает 500 миллионов и постоянно растет.
- В развивающихся странах, таких как Китай и Индия, отходы «перерабатываются» на задворках или в небольших мастерских с использованием очень примитивных методов (сжигание на открытом воздухе или промывание кислотами) для извлечения только любого металла, представляющего экономический интерес. Обычно при таких кустарных процедурах полимеры теряются, и загрязнение атмосферы неизбежно.
- подходящая механическая обработка на промышленном уровне становится разумной альтернативой, когда можно организовать концентрацию металлов в одной группе, а полимеров и керамики - в другой.
- 95% компонентов изготовлены из смеси ПК/АБС.
- Прочность на разрыв переработанного материала аналогична прочности первичного материала, а представленная плотность (1,08 г см^3) ближе к плотности АБС, что указывает на высокое содержание АБС в смеси. Переработанный материал продемонстрировал более высокую твердость, чем первичный материал, вероятно, из-за присутствия неорганических элементов в смеси. Таблица 4