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Recyclebot/Recyclebot

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RepRapable Recyclebot: Open-Source-3D-Druck-Extruder zur Umwandlung von Kunststoff in 3D-Druckfilament
Projektdaten
StandortMichigan , USA
Status Entworfen
Modelliert
Prototypisiert
Bestätigt
Bestätigt vonAM MEISTEN
Kosten700 USD
OKH-ManifestHerunterladen
Gerätedaten
HardwarelizenzCERN-OHL-S
ZertifizierungenOSHWA-Zertifizierung starten
Publikationsdaten
TitelRecyclebot
BeschreibungDieses Handbuch erklärt, wie man einen Extruder für Kunststoffabfälle baut, der aus Kunststoffabfällen und natürlichen Polymeren Filament für 3D-Drucker herstellt.
Jahr2011
SpracheEnglisch (en)
HerausgeberAppropedia
Seiten148
LizenzCC-BY-SA-3.0

Ein RecycleBot ist ein Extruder für Kunststoffabfälle , der aus Kunststoffabfällen und natürlichen Polymeren Filamentfür 3D-Drucker herstellt .

Hinweis: Entdecken Sie den neuen Open-Source-3D-Filamentdurchmessersensor für Recycling-, Wickel- und additive Fertigungsmaschinen . Warum er benötigt wird: Filamentanalyse

RepRapable Recyclebot: Open-Source-3D-Druck-Extruder zur Umwandlung von Kunststoff in 3D-Druckfilament

Um Forschern die Erschließung des vollen Potenzials des dezentralen Recyclings von Polymerabfällen aus Verbraucherhaushalten zu erleichtern, beschreibt dieser Artikel einen Recyclebot – einen Extruder für Kunststoffabfälle, der Filament in kommerzieller Qualität für den 3D-Druck herstellt. Das Gerätedesign nutzt sowohl die Open-Source-Hardware-Methodik als auch das Paradigma der Open-Source-Community für selbstreplizierende Rapid-Prototyping-Systeme (RepRap). Konkret beschreibt dieser Artikel Design, Fertigung und Betrieb eines RepRapable Recyclebot. Dieser kann das Filament liefern, das benötigt wird, um die Teile des Recyclebots weitgehend auf jedem RepRap-3D-Drucker zu replizieren. Die Materialkosten des Geräts liegen unter 700 US-Dollar, und die Fertigung dauert etwa 24 Stunden. Das Filament wird mit einer Ausbeute von 0,4 kg/h und einem Energieverbrauch von 0,24 kWh/kg produziert. Der Durchmesser beträgt ±4,6 %. Somit kann Filament aus handelsüblichen Pellets zu weniger als 22 % der Kosten von handelsüblichem Filament hergestellt werden. Darüber hinaus kann das System recycelte Kunststoffabfälle zu Filamenten für 2,5 Cent/kg verarbeiten, was weniger als dem 1000-Fachen der Kosten handelsüblicher Filamente entspricht. Es kann Filamente aus Polymeren mit Extrusionstemperaturen unter 250 °C herstellen und ist somit in der Lage, kundenspezifische Filamente aus einer Vielzahl von Thermopolymeren und Verbundwerkstoffen für materialwissenschaftliche Studien neuer Materialien und Recyclingstudien sowie für die Erforschung neuartiger Anwendungen des 3D-Drucks mit Schmelzfilamenten zu fertigen.

Quelle

Aubrey L. Woern, Joseph R. McCaslin, Adam M. Pringle und Joshua M. Pearce. RepRapable Recyclebot: Open Source 3D-druckbarer Extruder zur Umwandlung von Kunststoff in 3D-Druckfilament. HardwareX 4C (2018) e00026 doi: https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00026 Open Access

  • Nur der Code: OSF

Dezentrales Recycling von Polymerabfällen zu RepRap-Rohmaterial

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Abstrakt

Zweck

Ein kostengünstiger, quelloffener, selbstreplizierender Rapid Prototyper ( RepRap ) wurde entwickelt, der den potenziellen Nutzerkreis von Rapid Prototyping-Systemen erheblich erweitert. Die Betriebskosten des RepRap lassen sich durch die Verwendung von Polymerabfällen als Ausgangsmaterial weiter senken. Die zentrale Wiederverwertung von Polymeren ist aufgrund des hohen Energieaufwands für Transport und Entsorgung oft unwirtschaftlich und energieintensiv . Diese Arbeit liefert einen Machbarkeitsnachweis für die hochwertige Wiederverwertung von Polymerabfällen an dezentralen Produktionsstätten.

Design/Methodik/Ansatz

Frühere Konstruktionen von Extrudern für Kunststoffabfälle (auch bekannt als RecycleBots) wurden mithilfe einer gewichteten Bewertungsmatrix evaluiert. Eine überarbeitete Konstruktion wurde fertiggestellt und wird nun beschrieben und analysiert. Die Beschreibung umfasst eine Komponentenübersicht, Testverfahren, eine grundlegende Lebenszyklusanalyse sowie die Extrusionsergebnisse. Das Filament wurde auf Dichte- und Durchmesserkonstanz geprüft, und der Stromverbrauch wurde quantifiziert.

Ergebnisse

Das Filament wurde erfolgreich mit einer durchschnittlichen Extrusionsgeschwindigkeit von 90 mm/min extrudiert und zum Drucken von Bauteilen verwendet. Der durchschnittliche Durchmesser des Filaments betrug 2,805 ± 0,003 mm, wobei 87 % der Proben einen Durchmesser zwischen 2,540 ± 0,003 mm und 3,081 ± 0,003 mm aufwiesen. Die durchschnittliche Masse betrug 0,564 ± 0,001 g/100 mm Länge. Der Energieverbrauch lag bei 0,06 kWh/m.

3DPI.tv zum Thema Recycling mit Recyclebot

Praktische Auswirkungen

Der Erfolg des Recyclebot senkt die Betriebskosten von RepRap weiter und ermöglicht so ein dezentrales, wertschöpfendes Kunststoffrecycling direkt im Haushalt. Dies hat Auswirkungen auf kommunale Abfallwirtschaftsprogramme, da das Recycling zu Hause die Kosten und Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit Abfallsammlung und -transport sowie die Umweltbelastung durch die Herstellung kundenspezifischer Kunststoffteile reduzieren könnte.

Originalität/Wert

Dieser Artikel berichtet über die erste technische Bewertung eines Rohmaterialfilaments für den RepRap aus Kunststoffabfällen, das in einer dezentralen Recyclinganlage hergestellt wurde.

Quelle

Christian Baechler, Matthew DeVuono und Joshua M. Pearce, „ Verteiltes Recycling von Polymerabfällen zu RepRap-Rohmaterial “ , Rapid Prototyping Journal, 19 (2), S. 118–125 (2013). Open Access

Recyclebot-Evolution

Vollständige technische Informationen, Stücklisten und Bauanleitungen finden Sie unter den folgenden Links. Berücksichtigen Sie bei der Konstruktion auch die Verbesserung der Recyclebot-Konzepte.

  • 3D-druckbarer Kettenschutz für den RecycleBot
  • Befindet sich derzeit in der Endphase der Entwicklung.
  • Befindet sich derzeit in der Endphase der Entwicklung.
  • Funktional – Recyclebot v6

RepRapable Recyclebot 6.2

Igor Cudnik von der Technischen Universität Posen hat das Problem mit i2c gelöst (er arbeitet derzeit daran, es als Präprozessor-Anweisung hinzuzufügen und die gesamte Konfiguration in die Datei config.h zu verschieben). Er hat außerdem ein komplett neues Schaltbild erstellt, um es Einsteigern in die Elektrotechnik zu erleichtern. Langfristig arbeitet er an CAD-Modellen, um diese vollständig parametrisch und mit FreeCAD kompatibel zu machen.

Alle seine Änderungen sind in meinem Codeberg-Repository zu finden:https://codeberg.org/309631/recyclebotV6.2

Andere Arten von RecycleBots

Berechnung der schnellen Amortisationszeit

Annahmen:

  • Kommerzielles Filament wird derzeit für etwa 35 $/kg verkauft.
  • Die Stromkosten laut [3] betragen 0,10 $/kg
  • Kunststoff kostet im Recycling 0 $/kg
  • Wenn Sie Pellets kaufen, kosten diese zwischen 1 und 10 Dollar pro Kilogramm.

Amortisationszeit in kg produzierter Ware = Kosten des Recyclingroboters / (vermiedene Kosten für kommerzielles Filament - (Elektro + Kunststoff))

Worst Case = (Filastruder + Filawinder) / (vermiedene Kosten für kommerzielles Filament - hochwertige Pellets - elektrischer Recyclingroboter) = 450 $ / (35 $ - 10,10 $) = 18 kg

Optimalfall = Filamentpresse plus Bodenwicklung / (vermiedene Kosten für kommerzielles Filament - recycelter Kunststoff) = 290 $ / (35 $ - 0,1) = 8,3 kg

Rich Case = Filatruder + Filawinder / (vermiedene Kosten für kommerzielles Filament - recycelter Kunststoff) = 450 $ / (35 $ - 0,1) = 12,8 kg

Dann legen Sie das Filament in Ihren RepRap ein und drucken Waren im Wert von Tausenden von Dollar für Centbeträge: siehe Lebenszyklus-Wirtschaftlichkeitsanalyse der dezentralen Fertigung mit Open-Source-3D-Druckern

Recycelbare Polymere

BildHergestellt ausWird verwendet inSchmelztemperatur C
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Typ 1
PETE Polyethylenterephthalat (PET)Behälter für Soda und Wasser, teilweise wasserdichte Verpackungen.260°C
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Typ 2
HDPE – Polyethylen hoher Dichte.Milch-, Waschmittel- und Ölflaschen, Spielzeug und Plastiktüten.130 °C
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Typ 3
V Vinyl/Polyvinylchlorid (PVC).Lebensmittelverpackungen, Flaschen mit Pflanzenöl, Blisterverpackungen.160°C
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Typ 4
LDPE Polyethylen niedriger Dichte.Plastiktüten. Schrumpffolie, Kleidersäcke.120 °C
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Typ 5
PP Polypropylen.Kühlbehälter, einige Tüten, die meisten Flaschenverschlüsse, einige Teppiche, etwas Frischhaltefolie.130 °C
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Typ 6
PS Polystyrol.Einwegbesteck, Fleischverpackungen, Schutzverpackungen.240 °C
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Typ 7
Andere.Mehrschichtiger oder gemischter Kunststoff.

Diese Symbole sollen die Art des Kunststoffs angeben , nicht dessen Recyclingfähigkeit.

  • Die Typen 1 und 2 werden üblicherweise recycelt.
  • Typ 4 wird seltener recycelt.
  • Die anderen Arten werden im Allgemeinen nicht recycelt, außer vielleicht im Rahmen kleiner Testprogramme.
  • Die gängigen Kunststoffe Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) haben keine Recyclingnummern.
  • Die Kunststoffe 3, 6 und 7 enthalten wahrscheinlich BPA und sollten nicht zur Aufbewahrung von Gegenständen verwendet werden, die von Menschen konsumiert werden.
  • Der Großteil der Kunststoffverpackungen wurde aus einem von sechs Kunststoffen hergestellt. Für diese sechs Kunststoffe gibt es Codes, zusätzlich zu einem siebten, „7-OTHER“, der verwendet wird, wenn das Produkt aus einem anderen Kunststoff als den sechs gängigen besteht oder aus einer Kombination mehrerer Kunststoffe hergestellt ist. Derzeit können sieben Kunststoffe teilweise zu Flaschen oder Kunststoffprofilen recycelt werden. Polycarbonat, eine Sorte mit dem Code 7, wird jedoch mit Bisphenol A (BPA) hergestellt. Das Nationale Toxikologieprogramm (National Toxicology Program) berichtet, dass BPA negative Auswirkungen auf die Gehirnentwicklung und das Verhalten von Föten, Säuglingen und Kindern haben kann und rät Verbrauchern, die BPA-Belastung zu reduzieren, indem sie Behälter aus Kunststoff mit dem Code 7 meiden. [ 4] Es besteht die Möglichkeit eines Forschungsprojekts, das eine detailliertere Kennzeichnung der Kunststoffe fordert. Bei Interesse an einer Mitarbeit kontaktieren Sie mich bitte. – Joshua 17,18, 31. Juli 2013 (PDT)

Siehe auch

Projekt „Dauerhafter Kunststoff“

Das Projekt „Perpetual Plastic“ – ein riesiger, raumgroßer Recycling-Bot, der die Nutzer durch alle Schritte führt – wird nun von Ultimaker unterstützt.

Fachlich begutachtete Artikel über die Recyclebot-Technologie

Artikel über den RecycleBot

The New Scientist – Ethical Filum Story
  • RecycleBot verwandelt alte Milchflaschen in Rohmaterial für 3D-Drucker – 3Ders
  • Forscher entwickeln RecycleBot zur Kunststoffverwertung mithilfe von 3D-Druckern – Azom
  • 3D-Drucker recycelt Milchflaschen – Laborausrüstung
  • RecycleBot: Eine Open-Source-Recyclinganlage – Personalisieren
  • Wie recycelte Milchflaschen den 3D-Druck günstiger und umweltfreundlicher machen können – Green Optimistic
  • Ihr 3D-Drucker könnte leere Milchkartons statt teurem Plastik verarbeiten – Gizmodo , I4U
  • RecycleBot besteht aus hochwertigem Kunststoff für 3D-Drucke – Tweakers (Dutch) , DMorgan
  • La basura puede servir para imprimir en 3D - El Correo (Spanisch)
AdaFruit Industries: 3D-Hangouts mit Matt Griffin, Noe & Pedro Ruiz
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