Reciclado por extrusión de materiales para impresión 3D

Abstract

El proyecto se fundamenta en la utilización de material, para este caso el PLA, en la impresión 3D. Debido al auge de esta tecnología y de los desechos plásticos generados en el mundo se pretende reciclar el polímero PLA y caracterizarlo tanto mecánica como térmicamente en los sucesivos ciclos de reciclaje mecánicos con el fin de buscar la viabilidad de emplear el PLA reciclado para la manufactura de piezas mediante la impresión 3D. Para obtener un filamento viable para la impresión mediante se iterará los diferentes parámetros de extrusión con el fin de obtener un filamento de 1,75 mm de diámetro y que no contenga defectos en su interior para no atascar la impresora en su uso. En referencia a los resultados de los ensayos obtenidos: Las propiedades mecánicas se reducen por cada ciclo de reciclaje al que el material es sometido, emporando todos los valores de tensión y deformación del material. Sin embargo, la anisotropía propia de la tecnología de FDM produce un resultado inesperado donde para una orientación impresa la deformación a rotura del material se reduce, es decir, cada vez es más frágil mientras que para otra orientación de impresión la deformación a rotura aumenta, es decir, tiene un comportamiento más dúctil. Las propiedades térmicas sugieren que el reciclaje mecánico afecta a la estructura molecular del material al obtener termogramas de DSC tan distintos para cada extrusión, el seccionamiento de las moléculas del PLA producidos por el reciclaje mecánico facilita la cristalización en frío con una consecuencia directa en el aumento de la entalpía de fusión que afecta a la impresión del material.

The project is based on the use of material, in this case PLA, in 3D printing. Due to the boom in this technology and the plastic waste generated in the world, the aim is to recycle the PLA polymer and characterize it both mechanically and thermally in the successive mechanical recycling cycles in order to seek the viability of using recycled PLA for the manufacture of parts by 3D printing. In order to obtain a viable filament for printing, the different extrusion parameters will be iterated in order to obtain a filament of 1.75 mm in diameter that does not contain defects in its interior so as not to jam the printer during its use. In reference to the results of the tests obtained: The mechanical properties are reduced for each recycling cycle to which the material is subjected, increasing all the values of tension and deformation of the material. However, the anisotropy of FDM technology produces an unexpected result where for one printed orientation the deformation at break of the material decreases, i.e. it becomes increasingly brittle, while for another printed orientation the deformation at break increases, i.e. it has a more ductile behavior. Thermal properties suggest that mechanical recycling affects the molecular structure of the material by obtaining such different DSC thermograms for each extrusion, the sectioning of PLA molecules produced by mechanical recycling facilitates cold crystallization with a direct consequence in the increase of the enthalpy of fusion that affects the printability of the material.