RepRapable Recyclebot : extrudeuse open source imprimable en 3D pour convertir le plastique en filament d'impression 3D
Un RecycleBot est une extrudeuse de déchets plastiques qui crée un filament d'imprimante 3D à partir de déchets plastiques et de polymères naturels.
Remarque : Découvrez le nouveau capteur de diamètre basé sur une caméra. Pourquoi est-il nécessaire Levé filamentaire
Contenu
- 1 RepRapable Recyclebot : extrudeuse open source imprimable en 3D pour convertir le plastique en filament d'impression 3D
- 2 Recyclage distribué des déchets de polymères dans la matière première RepRap
- 3 Évolution du Recyclebot
- 4 Autres types de RecycleBots
- 5 Calcul rapide du temps de récupération
- 6 Polymères recyclables
- 7 Voir également
- 8 Articles évalués par des pairs couvrant la technologie des recyclebots
- 9 Articles sur le RecycleBot
RepRapable Recyclebot : extrudeuse open source imprimable en 3D pour convertir le plastique en filament d'impression 3D
Afin d'aider les chercheurs à explorer tout le potentiel du recyclage distribué des déchets polymères post-consommation, cet article décrit un recyclebot, qui est une extrudeuse de déchets plastiques capable de fabriquer des filaments d'impression 3D de qualité commerciale. La conception de l'appareil tire parti à la fois de la méthodologie matérielle open source et du paradigme développé par la communauté des imprimantes 3D open source à réplication rapide (RepRap). Plus précisément, cet article décrit la conception, la fabrication et le fonctionnement d'un RepRapable Recyclebot, qui fait référence à la capacité du Recyclebot à fournir le filament nécessaire pour reproduire en grande partie les pièces du Recyclebot sur tout type d'imprimante 3D RepRap. L'appareil coûte moins de 700 dollars en matériaux et peut être fabriqué en 24 heures environ. Le filament est produit à 0,4 kg/h en utilisant 0,24 kWh/kg avec un diamètre ±4,6 %. Ainsi, le filament peut être fabriqué à partir de granulés commerciaux pour moins de 22 % du coût du filament commercial. De plus, il peut transformer des déchets plastiques recyclés en filament pour 2,5 cents/kg, ce qui représente < 1 000 fois le coût des filaments commerciaux. Le système peut fabriquer des filaments à partir de polymères avec des températures d'extrusion <250 °C et est ainsi capable de fabriquer des filaments personnalisés sur une large gamme de thermopolymères et de composites pour des études scientifiques sur les nouveaux matériaux et des études de recyclabilité, ainsi que pour la recherche sur de nouvelles applications de matériaux fondus. Impression 3D à base de filaments.
Source
Aubrey L. Woern, Joseph R. McCaslin, Adam M. Pringle et Joshua M. Pearce. RepRapable Recyclebot : extrudeuse imprimable 3D Open Source pour convertir le plastique en filament d'impression 3D. HardwareX 4C (2018) e00026 doi : https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00026 accès libre
- Juste le code : OSF
Recyclage distribué des déchets de polymères dans la matière première RepRap
Abstrait
But
Un prototype rapide à faible coût, open source et auto-réplicatif ( RepRap ) a été développé, ce qui élargit considérablement la base d'utilisateurs potentiels des prototypes rapides . Le coût d’exploitation du RepRap peut être encore réduit en utilisant des déchets polymères comme matière première. Le recyclage centralisé des polymères est souvent peu rentable et énergivore en raison de l'énergie grise du transport . Cet article fournit une preuve de concept pour le recyclage à grande valeur des déchets polymères sur des sites de création distribués.
Conception/méthodologie/approche
Les conceptions précédentes d’extrudeuses de déchets plastiques (également connues sous le nom de RecycleBots) ont été évaluées à l’aide d’une matrice d’évaluation pondérée. Une conception mise à jour a été réalisée et la description et l'analyse de la conception sont présentées, y compris un résumé des composants, des procédures de test, une analyse de base du cycle de vie et des résultats d'extrusion. Le filament a été testé pour vérifier la cohérence de sa densité et de son diamètre tout en quantifiant la consommation électrique.
Résultats
Le filament a été extrudé avec succès à une vitesse moyenne de 90 mm/min et utilisé pour imprimer des pièces. Le filament avait un diamètre moyen de 2,805 ± 0,003 mm avec 87 % des échantillons compris entre 2,540 ± 0,003 mm et 3,081 ± 0,003 mm. La masse moyenne était de 0,564 ± 0,001 g/100 mm de longueur. La consommation d'énergie était de 0,06 kWh/m.
Les implications pratiques
Le succès du Recyclebot réduit encore davantage les coûts d’exploitation de RepRap, ce qui permet un recyclage du plastique distribué à domicile et à valeur ajoutée. Cela a des implications pour les programmes municipaux de gestion des déchets, car le recyclage à domicile pourrait réduire les coûts et les émissions de gaz à effet de serre associés à la collecte et au transport des déchets ainsi que l'impact environnemental de la fabrication de pièces en plastique sur mesure.
Originalité/valeur
Cet article rend compte de la première évaluation technique d'un filament de matière première pour le RepRap à partir de déchets plastiques fabriqués dans un dispositif de recyclage distribué.
Source
Christian Baechler, Matthew DeVuono et Joshua M. Pearce, " Recyclage distribué des déchets polymères en matière première RepRap " Rapid Prototyping Journal, 19 (2), pp. 118-125 (2013). accès libre
Évolution du Recyclebot
Informations techniques complètes, nomenclatures et instructions de construction disponibles sur les liens ci-dessous. Lors de la conception, pensez également à améliorer les concepts de recyclebot
Recyclebot versions 2.0 et 2.1
Recyclebot version 2.2
Recyclebot version 2.3
- Carter de chaîne imprimable en 3D pour le RecycleBot
Recyclebot version 3.0
- Extrudeuse de filament de Nick
Recyclebot v4.0ac
- En cours de développement final maintenant
Recyclebot v4.0dc
- En cours de développement final maintenant
Recyclebot v4.1
Recyclebot v5.0
- En cours de développement actuellement (PAS ENTIÈREMENT FONCTIONNEL) - veuillez utiliser RepRapable Recyclebot
Robot de recyclage RepRapable
- Fonctionnel - Recyclebot v6
RepRapable Recyclebot 6.1
RepRapable Recyclebot 6.2
Igor Cudnik de l'Université de technologie de Poznan a résolu i2c (il travaille actuellement à l'ajouter en tant qu'instruction de préprocesseur et à déplacer toutes les configurations vers le fichier config.h). Il a également créé un tout nouveau système électrique, pour faciliter la tâche des débutants en électricité. Finalement, il travaille sur des modèles CAO pour les rendre entièrement paramétriques et accessibles depuis FreeCAD.
Toutes ses modifications peuvent être trouvées sur mon dépôt codeberg :https://codeberg.org/309631/recyclebotV6.2
Autres types de RecycleBots
- Impression 3D pour la fabrication de particules fondues : optimisation et propriétés mécaniques des matériaux recyclés
- La Plastic Bank a un joli robot de recyclage semi-industriel - Plastic Bank Extruder v1.0
- Plusieurs outils SST sont également développés par Precious Plastic pour réutiliser les déchets plastiques.
- Vous pouvez acheter un recyclebot commercial open source appelé kit « filastruder » pour 290 $ et un Filawinder pour 160 $.
- Il existe désormais de nombreux autres extrudeurs de filaments commerciaux, notamment le FilaFab , Noztek , Filabot , EWE , Extrusionbot , Filamaker (qui possède également un déchiqueteur) et le Strooder , Felfil (OS) , qui pourraient tous être potentiellement utilisés pour le recyclage.
- Également un broyeur pour accompagner l'extrudeuse (la vidéo montre du PET mais pas de cristallisation)
- Voir la collection : http://www.thingiverse.com/jpearce/collections/recyclebot-and-friends
- Également un broyeur de plastique de Filamaker utilisé dans le projet Seafood pour transformer les déchets océaniques en PEHD en objets utiles.
- Liste récente des entreprises dans cet espace [1]
- Également un broyeur de plastique de Filamaker utilisé dans le projet Seafood pour transformer les déchets océaniques en PEHD en objets utiles.
- Liste récente des entreprises dans cet espace [2]
- https://www.greenbatch.com/
- Shred copain https://openbuilds.com/builds/shred-buddy3d-upcycler-open-source-multi-material-cutter-pelletizer.4275/ par http://web.archive.org/web/20180425131019/http:/ /www.venture-bit.com/
- Filamentif , carburant 3D , Ecoreprap - filament recyclé commercialisé
- et Fabrication d'une extrudeuse de filaments pour imprimante 3D
- pullstruder https://hackaday.io/project/185196-pullstruder-from-plastic-bottle-to-pet-filament
- mini broyeur https://www.youtube.com/watch?v=qoxxyttw3HQ
- Polyformeur pour PET https://www.reiten.design/polyformer
- https://recyclingfabrik.com/shop/
Calcul rapide du temps de récupération
Hypothèses:
- le filament commercial se vend actuellement à environ 35 $/kg
- le coût de l'électricité de [3] est de 0,10 $/kg
- le plastique s'il est recyclé coûte 0 $/kg
- si vous achetez des pellets, ils se vendent entre 1 $ et 10 $/kg
Délai d'amortissement en kg produits = coût du recyclebot/(coût du filament commercial évité - (électro+plastique))
Dans le pire des cas = (filastruder+filawind)/(coût du filament commercial évité - pellets haut de gamme -elec recyclebot)=450$/(35$-10,10$)=18kg
Meilleur cas = filastruder plus enroulement au sol/(coût du filament commercial évité - plastique recyclé) = 290 $/(35-0,1 $) = 8,3 kg
Caisse riche = filastruder+filawinder/(coût du filament commercial évité - plastique recyclé) = 450 $/(35-0,1 $) = 12,8 kg
Ensuite, vous collez le filament dans votre RepRap et imprimez des milliers de dollars de marchandises pour quelques centimes : voir Analyse économique du cycle de vie de la fabrication distribuée avec des imprimantes 3D open source.
Polymères recyclables
| Image | Fait de | Utilisé dans | Température de fusion C |
|---|---|---|---|
 Type 1 | PETE Polyéthylène téréphtalate (PET) | Conteneurs de soda et d'eau, certains emballages étanches. | 260°C |
 Type 2 | Polyéthylène haute densité HDPE. | Bouteilles de lait, de détergent et d'huile, jouets et sacs en plastique. | 130°C |
 Tapez 3 | V Vinyle/chlorure de polyvinyle (PVC). | Emballage alimentaire, bouteilles d'huile végétale, blisters. | 160°C |
 Tapez 4 | Polyéthylène basse densité LDPE. | sacs en plastique. Film rétractable, housses à vêtements. | 120°C |
 Tapez 5 | PP Polypropylène. | Conteneurs réfrigérés, certains sacs, la plupart des bouchons de bouteilles, certains tapis, certains emballages alimentaires. | 130°C |
 Tapez 6 | Polystyrène PS. | Ustensiles jetables, emballage de viande, emballage de protection. | 240°C |
 Tapez 7 | Autres. | Plastique en couches ou mélangé. |
Ces symboles sont destinés à indiquer le type de plastique et non sa recyclabilité.
- Les types 1 et 2 sont couramment recyclés.
- Le type 4 est moins couramment recyclé.
- Les autres types ne sont généralement pas recyclés, sauf peut-être dans le cadre de petits programmes de tests.
- Les plastiques courants polycarbonate (PC) et acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) n'ont pas de numéro de recyclage.
- Les plastiques 3, 6 et 7 contiennent probablement du BPA et ne doivent pas être utilisés pour stocker quoi que ce soit qui sera consommé par les humains.
- La majorité des emballages en plastique ont été fabriqués avec l'une des six résines. Il existe des codes pour ces six ainsi qu'un septième, 7-OTHER, à utiliser lorsque le produit en question est fabriqué avec un plastique autre que les six courants, ou est fabriqué de plus d’un plastique utilisé en combinaison. Actuellement, 7 plastiques peuvent parfois être recyclés en bouteilles ou en bois de plastique. Cependant, le plastique polycarbonate, une variété codée numéro 7, est fabriqué avec le produit chimique bisphénol A, ou BPA. Le Programme national de toxicologie rapporte que le BPA peut avoir des effets néfastes sur le développement du cerveau et le comportement des fœtus, des nourrissons et des enfants, et conseille aux consommateurs de limiter l'exposition au BPA en évitant les contenants en plastique numéro 7. [4] . Il existe ici un projet académique potentiel pour appeler à une plus grande granularité dans les codes du plastique - si quelqu'un souhaite travailler là-dessus, veuillez me contacter. -- Josué 17 :18, 31 juillet 2013 (PDT)
Voir également
| Projet Plastique Perpétuel |
|---|
Projet Perpetual Plastic - RecycleBot de la taille d'une pièce géante qui guide les gens à travers toutes les étapes désormais rejointes par Ultimaker |
- Resserrer la boucle sur l’économie circulaire : couplage du recyclage et de la fabrication distribués avec recyclebot et impression 3D RepRap
- Temps de récupération énergétique d'un système de recyclage des déchets plastiques alimenté par énergie solaire photovoltaïque
- Évaluation des normes potentielles du commerce équitable pour un filament d'impression 3D éthique
- Filament d'impression 3D recyclé à base de déchets de meubles en bois
- Recyclebot sur le wiki RepRap
- Hachoir à pellets en polymère imprimable en 3D pour la fabrication additive basée sur la fabrication de granulés fondus
- Analyse du cycle de vie du recyclage distribué du polyéthylène haute densité post-consommation pour filament d'impression 3D
- Propriétés mécaniques des composants fabriqués avec des imprimantes 3D open source dans des conditions environnementales réalistes
- Banque en plastique
- Codes de recyclage des polymères pour la fabrication distribuée avec des imprimantes 3D
- Tests mécaniques des composants polymères réalisés avec l'imprimante 3D RepRap
- Développement et faisabilité d'applications pour l'imprimante 3D RepRap
- Analyse du cycle de vie du recyclage distribué des polymères
- Fabrication personnalisée distribuée à énergie solaire
- Recyclage distribué des déchets plastiques post-consommation dans les zones rurales
- Fondation Filament Éthique
- Élargir la Charte des droits du consommateur pour les ingrédients matériels
- Recyclage du LDPE sur un vélo avec un RepRap de la société Fabraft basée à Taipei
- UBC recyclage d'anciennes impressions avec un mélangeur et de l'azote liquide
- Le filament de Filacycle est 100 % recyclé ! - Industrie de l'impression 3D 16/12/2014
- Dr Recare - un concept sympa pour qu'un nettoyeur de plage en plastique automatisé/une imprimante 3D fabrique des poubelles
- Haruna Hamod. 2015.Adéquation du PEHD recyclé pour le filament d'impression 3D. Université des sciences appliquées Arcada. Thèse portant sur le recyclage du PEHD en filament
- Tisserat, Brent, Zengshe Liu, Victoria Finkenstadt, Branden Lewandowski, Steven Ott et Louis Reifschneider. "Biocomposites d'impression 3D." Biocomposites d'impression 3D
- Clôturer le cycle de la durabilité avec les filaments d'impression 3D recyclés InnoCirlce - Impression 3D et industrie
- Terracycle
- Reflow Filament - producteur commercial de filaments PET recyclés
- Innofil3D - Fabricant de filaments 3D PET recyclés
- PET filamenteux vs PETG
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- Analyse des systèmes pour les polymères PET et oléfines dans une économie circulaire
- Les efforts de l'armée américaine
- Ebook gratuit sur le recyclage des matériaux
- Moulage par intrusion
- Format de fichier d'imprimante 3D
Articles évalués par des pairs couvrant la technologie des recyclebots
- Christian Baechler, Matthew DeVuono et Joshua M. Pearce, " Recyclage distribué des déchets polymères en matière première RepRap " Rapid Prototyping Journal 19 (2), pp. 118-125 (2013). accès libre
- MA Kreiger, ML Mulder, AG Glover, JM Pearce, Analyse du cycle de vie du recyclage distribué du polyéthylène haute densité post-consommation pour filament d'impression 3D , Journal of Cleaner Production , 70, pp. 90-96 (2014). accès libre
- Megan Kreiger et Joshua M. Pearce (2013). Analyse du cycle de vie environnemental de l'impression 3D distribuée et de la fabrication conventionnelle de produits polymères , ACS Sustainable Chemistry & Engineering , Engineering , 1 (12), (2013) pp. 1511–1519DOI : 10.1021/sc400093k Accès libre *
- Megan Kreiger et Joshua M. Pearce (2013). Impacts environnementaux de la fabrication distribuée issue de l'impression 3D de composants et de produits polymères . Bibliothèque des actes en ligne de MRS , 1492, mrsf12-1492-g01-02, accès libre
- M. Kreiger, GC Anzalone, ML Mulder, A. Glover et JM Pearce (2013). Recyclage distribué des déchets plastiques post-consommation dans les zones rurales. Bibliothèque des actes en ligne de MRS , 1492, mrsf12-1492-g04-06, accès libre
- Emily J. Hunt, Chenlong Zhang, Nick Anzalone, Joshua M. Pearce, Codes de recyclage des polymères pour la fabrication distribuée avec des imprimantes 3D , Resources, Conservation and Recycling , 97 , pp. 24-30 (2015). DOI:10.1016/j.resconrec.2015.02.004 accès libre
- Feeley, SR, Wijnen, B. et Pearce, JM (2014). Évaluation des normes potentielles du commerce équitable pour un filament d'impression 3D éthique . Journal du développement durable , 7 (5), 1-12. DOI : 10.5539/jsd.v7n5p1, accès libre
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- Mohammed, MI, Wilson, D., Gomez-Kervin, E., Vidler, C., Rosson, L. et Long, J., Le recyclage des plastiques ABS E-Waste par extrusion par fusion et impression 3D à l'aide d'appareils alimentés à l'énergie solaire comme un outil transformateur pour l’aide humanitaire. [6]
- Mazher Mohammed, Daniel WilsonEli Gomez-KervinBin TangJinfeng Wang Enquête sur la fabrication en boucle fermée avec de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) sur plusieurs générations à l'aide de la fabrication additive. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.9b02368
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- Peeters, B., Kiratli, N. et Semeijn, J., 2019. Une analyse des barrières pour le recyclage distribué des déchets d'impression 3D : adopter la perspective du mouvement des créateurs. Journal de production plus propre , p.118313. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118313
- Gudadhe, AA, Bachhar, N., Kumar, A., Andrade, P. et Kumaraswamy, G., 2019. Impression 3D avec des déchets de polyéthylène haute densité. Matériaux polymères appliqués ACS. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsapm.9b00813 (HDPE+LLDPE 10 % et 1 % DMDBS rendent imprimable)
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Articles sur le RecycleBot
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- Fourrage recyclé pour l'imprimante 3D - Stochastic Scientist
- Impression 3D à l'aide d'anciens conteneurs - DA Woolgar Blog
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- Santé, richesse et sagesse sur 14 h 70 WMGG le 12 avril 2013 ( écouter )
- Transformer les déchets en espèces et économiser de l'énergie - MTU Undergraduate Engineering Education 2013
- Impression 3D moins chère et plus écologique - IEEE Institute
- RECYCLEBOT : Une bouteille de ketchup en matériaux recyclables pour imprimantes 3D - TU (Norvège)
- Comment le plastique recyclé pour l’impression 3D favorisera la durabilité et améliorera la conscience sociale – Tech Republic
- Bouteilles en plastique : le nouveau support artistique - Art and Science Journal
- Filament 3D DIY – Recyclebot pour produire du filament d'imprimante 3D à partir de déchets de polymères #3DThusday #3DPrinting - Adafruit Industries Blog
- Le recyclage domestique pour nourrir les imprimantes 3D - Crazy Engineers
- Impression 3D avec des déchets comme matière première - Pieterbas.nl
- Pouvons-nous imprimer en 3D notre chemin vers la durabilité ? - Journal de l'Île de la Terre
- Plastique : une nouvelle technologie promet une impression 3D plus écologique NBC News New York
- Green.Wiwo.de - (allemand)
- Three C passe en 3-D : le plan de recyclage de l'équipe Enterprise remporte le Ford College Community Challenge Award , Tech Century , 3Ders et 3D Printing Industry
- L'innovation technologique remplit les imprimantes 3D - Mining Gazette
- Des étudiants travaillent pour fabriquer du filament d'imprimante 3D recyclé - Washington Times, The Olympian , Charlotte Observer , Arizona Daily Star, Sacramento Bee , Miami Herald , Kansas City Star , Holland Sentinel , WRAL
- La révolution sera personnalisée (et recyclée et alimentée par l'énergie solaire) - MIT-Sloan Management Review
- Filament supérieur chez Michigan Tech -3DPrint.com TV6 UP Michigan Source
- Des étudiants entrepreneurs réutilisent les bouteilles d'eau jetées - MTU News
- Entreprise de recherche- Une activité intense qui s'intensifie encore dans certains domaines -- Mining Gazette
