Recyclebotrep.png
RepRapable Recyclebot: آلة بثق مفتوحة المصدر قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل البلاستيك إلى خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد
أيقونة معلومات FA.svgأيقونة الزاوية لأسفل.svgبيانات المشروع
موقعميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية
حالة مُصمم
نموذجية
نموذج أولي
تم التحقق منه
تم التحقق من ذلك بواسطةمعظم
يكلف700 دولار أمريكي
بيان OKHتحميل
أيقونة معلومات FA.svgأيقونة الزاوية لأسفل.svgبيانات الجهاز
ترخيص الأجهزةسيرن-OHL-S
الشهاداتابدأ في الحصول على شهادة OSHWA

RecycleBot عبارة عن آلة بثق نفايات بلاستيكية تعمل على إنشاء خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد من نفايات بلاستيكية وبوليمرات طبيعية.

ملاحظة: تعرف على مستشعر القطر الجديد المستند إلى الكاميرا لماذا هو مطلوب المسح الخيطي

RepRapable Recyclebot: آلة بثق مفتوحة المصدر قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل البلاستيك إلى خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد

من أجل مساعدة الباحثين على استكشاف الإمكانات الكاملة لإعادة تدوير نفايات البوليمر بعد الاستهلاك، تصف هذه المقالة روبوت إعادة التدوير، وهو جهاز بثق نفايات بلاستيكية قادر على صنع خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد بجودة تجارية. يستفيد تصميم الجهاز من منهجية الأجهزة مفتوحة المصدر والنموذج الذي طوره مجتمع الطابعات ثلاثية الأبعاد ذات النماذج الأولية السريعة مفتوحة المصدر (RepRap). على وجه التحديد، تصف هذه الورقة تصميم وتصنيع وتشغيل روبوت إعادة التدوير القابل لإعادة التدوير، والذي يشير إلى قدرة روبوت إعادة التدوير على توفير الخيوط اللازمة لتكرار أجزاء روبوت إعادة التدوير إلى حد كبير على أي نوع من طابعات RepRap ثلاثية الأبعاد. يكلف الجهاز أقل من 700 دولار في المواد ويمكن تصنيعه في حوالي 24 ساعة. يتم إنتاج الخيوط بمعدل 0.4 كجم / ساعة باستخدام 0.24 كيلو واط / كجم بقطر ± 4.6٪. وبالتالي، يمكن تصنيع الخيوط من حبيبات تجارية بأقل من 22% من تكاليف الخيوط التجارية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصنيع نفايات البلاستيك المعاد تدويرها إلى خيوط مقابل 2.5 سنت/كجم، وهو ما يقل عن 1000 ضعف تكاليف الخيوط التجارية. يمكن للنظام تصنيع الخيوط من البوليمرات بدرجات حرارة بثق أقل من 250 درجة مئوية، وبالتالي فهو قادر على تصنيع خيوط مخصصة على مجموعة واسعة من البوليمرات الحرارية والمركبات لدراسات علوم المواد للمواد الجديدة ودراسات إعادة التدوير، فضلاً عن البحث في التطبيقات الجديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد القائمة على الخيوط المندمجة.

مصدر

أوبري إل. وورن، وجوزيف آر. ماكاسلين، وآدم إم. برينجل، وجوشوا إم. بيرس. RepRapable Recyclebot: أداة بثق مفتوحة المصدر قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل البلاستيك إلى خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد. HardwareX 4C (2018) e00026 doi: https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00026 الوصول المفتوح

  • فقط الكود: OSF

إعادة تدوير النفايات البوليمرية بشكل موزع وتحويلها إلى مواد خام RepRap

عملية إعادة التدوير.png

خلاصة

غاية

تم تطوير نموذج أولي سريع التكرار مفتوح المصدر ومنخفض التكلفة ( RepRap )، والذي يعمل على توسيع قاعدة المستخدمين المحتملين للنماذج الأولية السريعة بشكل كبير. يمكن تقليل تكلفة تشغيل RepRap بشكل أكبر باستخدام البوليمرات المهدرة كمواد خام. غالبًا ما تكون إعادة التدوير المركزية للبوليمرات غير اقتصادية وتستهلك الكثير من الطاقة بسبب الطاقة المضمنة في النقل . تقدم هذه الورقة دليلاً على مفهوم إعادة تدوير البوليمرات المهدرة عالية القيمة في مواقع الإنشاء الموزعة.

التصميم/المنهجية/النهج

تم تقييم التصميمات السابقة لآلات بثق النفايات البلاستيكية (المعروفة أيضًا باسم RecycleBots) باستخدام مصفوفة تقييم مرجحة. تم الانتهاء من تصميم محدث وتم تقديم وصف وتحليل التصميم بما في ذلك ملخص المكونات وإجراءات الاختبار وتحليل دورة الحياة الأساسية ونتائج البثق. تم اختبار الخيط للتأكد من اتساق الكثافة والقطر مع تحديد استهلاك الكهرباء.

النتائج

تم بثق الخيوط بنجاح بمعدل متوسط ​​90 مم/دقيقة واستخدامها لطباعة الأجزاء. بلغ متوسط ​​قطر الخيوط 2.805±0.003 مم مع 87% من العينات التي يتراوح قطرها بين 2.540±0.003 مم و3.081±0.003 مم. بلغ متوسط ​​الكتلة 0.564±0.001 جم/100 مم طول. بلغ استهلاك الطاقة 0.06 كيلو وات في الساعة/م.

الصورة الافتراضيةأيقونة اليوتيوب
3DPI.tv حول إعادة التدوير باستخدام Recyclebot

التداعيات العملية

إن نجاح Recyclebot يقلل بشكل أكبر من تكاليف تشغيل RepRap، مما يتيح إعادة تدوير البلاستيك الموزع في المنزل بقيمة مضافة. وهذا له آثار على برامج إدارة النفايات البلدية حيث أن إعادة التدوير في المنزل يمكن أن يقلل من التكلفة وانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري المرتبطة بجمع النفايات ونقلها فضلاً عن التأثير البيئي لتصنيع الأجزاء البلاستيكية المخصصة.

الأصالة/القيمة

يتناول هذا البحث أول تقييم فني لخيوط المواد الخام لـ RepRap من مادة بلاستيكية نفايات تم تصنيعها في جهاز إعادة تدوير موزع.

مصدر

كريستيان بايشلر، ماثيو ديفونو، وجوشوا إم بيرس، " إعادة تدوير نفايات البوليمر إلى مواد خام RepRap " مجلة النماذج الأولية السريعة، 19 (2)، ص 118-125 (2013). الوصول المفتوح

تطور Recyclebot

يمكنك العثور على المعلومات الفنية الكاملة وقوائم المواد وتعليمات البناء في الروابط أدناه. كما يجب مراعاة تحسين مفاهيم روبوت إعادة التدوير عند التصميم

Recyclebot الإصدار 2.0 و 2.1

Recyclebot الإصدار 2.2

Recyclebot الإصدار 2.3

  • حماية سلسلة قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لروبوت RecycleBot

Recyclebot الإصدار 3.0

برنامج Recyclebot v4.0ac

  • تحت التطوير النهائي الآن

برنامج Recyclebot v4.0dc

  • تحت التطوير النهائي الآن

برنامج Recyclebot الإصدار 4.1

برنامج Recyclebot الإصدار 5.0

  • قيد التطوير الآن (ليست وظيفية بالكامل) - يرجى استخدام RepRapable Recyclebot

برنامج Recyclebot القابل لإعادة التدوير

  • وظيفية -- Recyclebot v6

برنامج RepRapable Recyclebot 6.1

برنامج RepRapable Recyclebot 6.2

قام إيغور كودنيك من جامعة بوزنان للتكنولوجيا بحل مشكلة i2c (أعمل حاليًا على إضافتها كتعليمات أولية للمعالج، ونقل جميع التكوينات إلى ملف config.h). كما قام بإنشاء مخطط كهربائي جديد بالكامل، لتسهيل الأمر على المبتدئين في مجال الكهرباء. وفي النهاية، يعمل على نماذج CAD لجعلها ذات معلمات كاملة ويمكن الوصول إليها من FreeCAD.

يمكن العثور على جميع تغييراته في مستودع codeberg الخاص بي:https://codeberg.org/309631/recyclebotV6.2

أنواع أخرى من RecycleBots

حساب وقت الاسترداد السريع

الافتراضات:

  • يتم بيع الخيوط التجارية حاليًا بحوالي 35 دولارًا للكيلوغرام
  • تكلفة الكهرباء من [3] هي 0.10 دولار/كجم
  • تكلفة إعادة تدوير البلاستيك 0 دولار/كجم
  • إذا قمت بشراء حبيبات تباع بسعر يتراوح بين 1 إلى 10 دولارات للكيلوغرام

وقت الاسترداد بالكيلوجرام المنتج = تكلفة روبوت إعادة التدوير / (تكلفة الخيوط التجارية المتجنبة - (الكهرباء + البلاستيك))

أسوأ حالة = (filastruder+filaunder)/(تجنب تكلفة الخيوط التجارية - حبيبات عالية الجودة - روبوت إعادة التدوير الكهربائي)=450 دولارًا/(35 دولارًا - 10.10 دولارًا)=18 كجم

أفضل حالة = آلة لف الخيوط بالإضافة إلى لف الأرضية/(تجنب تكلفة الخيوط التجارية - البلاستيك المعاد تدويره) = 290 دولارًا/(35-0.1 دولارًا) = 8.3 كجم

حالة غنية = filastruder+filawinder/(تكلفة الخيوط التجارية المتجنبة - البلاستيك المعاد تدويره) = 450 دولارًا/(35-0.1 دولارًا) = 12.8 كجم

ثم تقوم بإدخال الخيط في جهاز RepRap الخاص بك وتطبع سلعًا بقيمة آلاف الدولارات مقابل بنسات: راجع التحليل الاقتصادي لدورة حياة التصنيع الموزع باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر

البوليمرات القابلة لإعادة التدوير

صورةمصنوع منمستخدمة فيدرجة الانصهار C
النوع 1
بولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)عبوات الصودا والماء، وبعض العبوات المقاومة للماء.260 درجة مئوية
النوع الثاني
البولي إيثيلين عالي الكثافة HDPE.زجاجات الحليب والمنظفات والزيوت والألعاب والأكياس البلاستيكية.130 درجة مئوية
النوع 3
V فينيل/بولي فينيل كلوريد (PVC).أغلفة الطعام، وزجاجات الزيوت النباتية، والعبوات البلاستيكية.160 درجة مئوية
النوع الرابع
البولي إيثيلين منخفض الكثافة LDPE.الأكياس البلاستيكية، الأغطية البلاستيكية، أكياس الملابس.120 درجة مئوية
النوع 5
PP البولي بروبلين.الحاويات المبردة، بعض الأكياس، معظم أغطية الزجاجات، بعض السجاد، وبعض أغلفة الطعام.130 درجة مئوية
النوع 6
PS البوليسترين.أدوات المائدة التي يمكن التخلص منها، وتغليف اللحوم، والتغليف الوقائي.240 درجة مئوية
النوع 7
آحرون.بلاستيك متعدد الطبقات أو مختلط.

تهدف هذه الرموز إلى الإشارة إلى نوع البلاستيك ، وليس إلى قابليته لإعادة التدوير.

  • يتم إعادة تدوير النوعين 1 و 2 بشكل شائع.
  • النوع الرابع أقل شيوعًا في إعادة التدوير.
  • لا يتم إعادة تدوير الأنواع الأخرى بشكل عام، إلا ربما في برامج الاختبار الصغيرة.
  • لا تحتوي المواد البلاستيكية الشائعة مثل البولي كربونات (PC) والأكريلونتريل بوتادين ستايرين (ABS) على أرقام إعادة تدوير.
  • من المحتمل أن تحتوي البلاستيكات 3 و6 و7 على مادة BPA ، ولا ينبغي استخدامها لتخزين أي شيء سيستهلكه البشر.
  • تُصنع أغلب العبوات البلاستيكية باستخدام أحد ستة راتنجات، وهناك رموز لهذه الستة بالإضافة إلى سابعة، 7-OTHER، لاستخدامها عندما يتم تصنيع المنتج المعني باستخدام بلاستيك غير الست الشائعة، أو عندما يكون مصنوعًا من أكثر من بلاستيك واحد يستخدم معًا. حاليًا، يمكن إعادة تدوير البلاستيك 7 في بعض الأحيان إلى زجاجات أو أخشاب بلاستيكية. ومع ذلك، فإن البلاستيك المصنوع من البولي كربونات، وهو أحد الأنواع التي تحمل الرمز 7، مصنوع من مادة بيسفينول أ الكيميائية، أو BPA. يذكر برنامج السموم الوطني أن مادة بيسفينول أ قد يكون لها آثار ضارة على نمو الدماغ وسلوك الأجنة والرضع والأطفال، وينصح المستهلكين بالحد من التعرض لمادة بيسفينول أ من خلال تجنب حاويات البلاستيك التي تحمل الرمز 7. [4] هناك مشروع أكاديمي محتمل هنا للدعوة إلى مزيد من التفصيل في رموز البلاستيك - إذا كان أي شخص يريد العمل على هذا، يرجى الاتصال بي. -- جوشوا 17:18 ، 31 يوليو 2013 (توقيت المحيط الهادئ)

انظر أيضا

مشروع البلاستيك الدائم
الصورة الافتراضيةأيقونة اليوتيوب

مشروع البلاستيك الدائم - روبوت إعادة التدوير بحجم غرفة عملاقة يأخذ الأشخاص خلال جميع الخطوات، والآن انضم إليه Ultimaker

مقالات تمت مراجعتها من قبل النظراء تغطي تقنية recyclebot

مقالات عن RecycleBot

مجلة نيو ساينتست - قصة خيوط أخلاقية
الصورة الافتراضيةأيقونة اليوتيوب
  • RecycleBot يحول أوعية الحليب القديمة إلى مواد خام للطابعات ثلاثية الأبعاد -- 3Ders
  • باحثون يطورون روبوتًا لإعادة تدوير البلاستيك باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد -- أزوم
  • طابعة ثلاثية الأبعاد تعيد تدوير أوعية الحليب -- معدات المختبر
  • RecycleBot: مصنع إعادة تدوير مفتوح المصدر - Personolize
  • كيف يمكن لزجاجات الحليب المعاد تدويرها أن تجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد أرخص وأكثر خضرة - Green Optimistic
  • طابعتك ثلاثية الأبعاد قد تأكل أوعية الحليب الفارغة بدلاً من البلاستيك الباهظ الثمن -- Gizmodo , I4U
  • RecycleBot zet oud Plastic om in grondstof for 3d-prints - Tweakers (الهولندية) ، DMorgan
  • La basura puede servir para rimir en 3D - El Correo (الإسبانية)
AdaFruit Industries: لقاءات ثلاثية الأبعاد مع مات جريفين ونوي وبيدرو رويز
الصورة الافتراضيةأيقونة اليوتيوب
أيقونة معلومات FA.svgأيقونة الزاوية لأسفل.svgبيانات الصفحة
الكلمات الرئيسيةروبوت إعادة التدوير ، آلة بثق البلاستيك ، بثق البلاستيك ، الطباعة ثلاثية الأبعاد ، خيوط ، نفايات البلاستيك ، البلاستيك ، البوليمرات ، البوليمرات الطبيعية ، الروبوت ، OSAT ، مفتوح المصدر ، إعادة التدوير ، إعادة التدوير ، إعادة تدوير البوليمر
هدف التنمية المستدامةالهدف 9 من أهداف التنمية المستدامة: الابتكار الصناعي والبنية الأساسية
المؤلفونجوشوا م. بيرس
رخصةنَسب المُصنَّف إلى صاحبه - الترخيص بالمثل - 3.0
المنظماتمعظم ، MTU
لغةالعربية
الترجماتالإندونيسية ، الإيطالية ، الفرنسية ، الروسية ، الصينية ، البرتغالية ، الإسبانية
متعلق ب8 صفحات فرعية ، 243 صفحة رابط هنا
أسماء مستعارةRecycleBot ، RecycleBots ، خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد معاد تدويرها ، Recyclebots
تأثير46,040 عدد مرات مشاهدة الصفحة ( المزيد )
مخلوق15 أكتوبر 2011 بقلم جوشوا م. بيرس
تم التعديل الأخير20 أغسطس 2024 بقلم فيليبي شينوني
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.