美國陸軍回收廢舊塑料瓶,，用于任務(wù)時3D打印關(guān)鍵部件

當(dāng)關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生故障時,，戰(zhàn)場上或遠(yuǎn)程基地的士兵經(jīng)常需要等待數(shù)周才能更換部件�,，F(xiàn)在，美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的研究人員已經(jīng)找到了一種方法,，可以在幾個小時內(nèi)使用廢塑料制造這些零件,，例如水瓶，紙板和其他可回收材料作為3D打印的起始材料,。據(jù)南極熊了解,，近日，研究人員在第256屆美國化學(xué)學(xué)會（ACS）全國會議和博覽會上介紹了他們的工作,�,！霸霾闹圃旒夹g(shù)的潛在應(yīng)用非常廣泛 - 從預(yù)生產(chǎn)模型和臨時零件到最終用途的飛機(jī)零件和醫(yī)療植入物，”ARL研究員Nicole Zander博士說,。

3D打印車載接收機(jī)支架,。圖片來源：Nicole Zander /美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室

向作戰(zhàn)部隊(duì)提供食物，燃料,，彈藥和維修部件是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),，需要數(shù)千名后勤支持人員，承包商和制造商,。根據(jù)美國政府問責(zé)局的數(shù)據(jù),，美國國防部總共擁有通過八個不同供應(yīng)鏈分發(fā)的500萬件物品。但是,，這些物品中很少有人儲存在前線地點(diǎn),，這意味著這些地區(qū)的部隊(duì)偶爾會遇到重要材料的短缺。這些裝置中的許多裝置都具有可以生產(chǎn)備件和其他設(shè)備的3D打印機(jī),，但它們依賴于必須征用的傳統(tǒng)原料,，例如市售的塑料長絲，并且它們可能需要數(shù)天,，數(shù)周甚至數(shù)月才能到達(dá),。

Zander和來自美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的共同合作者Capt.Anthony Molnar的研究，從回收的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）,，瓶子和塑料中生成3D打印長絲,，沒有任何化學(xué)改性或添加劑,。在水和蘇打瓶中發(fā)現(xiàn)的PET塑料是在基部周圍發(fā)現(xiàn)的常見廢料,。雖然PET廣泛用于許多應(yīng)用中,，但由于其高熔融溫度，吸水性和結(jié)晶性問題,，它并未廣泛用作FFF 3D打印的原料,。

ARL的Nicole Zander博士為美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)上尉Anthony Molnar演示設(shè)備。

研究人員使用一種稱為固態(tài)剪切粉碎的工藝來生成復(fù)合PP /纖維素長絲,。在該方法中,，將切碎的塑料和紙，紙板或木粉在雙螺桿擠出機(jī)中粉碎以產(chǎn)生細(xì)粉末,，然后將其熔融加工成3D打印長絲,。研究人員對PET塑料的長絲進(jìn)行了機(jī)械測試，他們的工作表明,，再生PET長絲與3D打印機(jī)的商用長絲一樣堅(jiān)固和柔韌,。在測試中，該團(tuán)隊(duì)使用回收的PET細(xì)絲打印車輛無線電支架,，這是一種長時間的軍用物品,。這個過程需要大約10個水瓶，大約需要兩個小時才能完成,。

Zander解釋說,，“在機(jī)械性能方面，F(xiàn)FF中使用的大多數(shù)聚合物的體積強(qiáng)度在30到100MPa之間,。再生PET的平均強(qiáng)度為70MPa,，因此可能是合適的3D打印原料�,！�

該團(tuán)隊(duì)還研究了其他類型塑料的3D打印,，例如用于酸奶或奶酪容器的聚丙烯（PP），或用于塑料器皿的聚苯乙烯（PS）,。這些塑料本身不能很好地發(fā)揮作用,，但研究小組發(fā)現(xiàn)，通過將它們與其他塑料混合,，或添加填料如增強(qiáng)劑或增韌劑,，可以生成堅(jiān)固而柔韌的長絲。

研究人員表示,，這項(xiàng)工作的動力是通過在部署時進(jìn)行維修來增強(qiáng)作戰(zhàn)人員的能力和準(zhǔn)備程度,，并減少后勤供應(yīng)鏈的依賴性。Zander的團(tuán)隊(duì)正在建造一個移動回收拖車,，使士兵能夠?qū)⑺芰现匦掠糜?D打印的原料,。她還在探索用塑料顆粒而不是長絲印刷材料的方法,，這可以幫助士兵快速生產(chǎn)更大的3D打印零件和機(jī)械。

來源：中國3D打印網(wǎng)