تقوية PLA للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام نفايات النبات

Posted by

admin

On 10 يونيو، 2023

تشير دراسة حديثة من مجموعة دولية من الباحثين إلى أنه يمكن استخدام ألياف أوراق الأناناس (PALF) لتعزيز حمض polylactic (PLA). لقد اختبروا نوعين من PALF (الخام والمعالج بالقلويات) جنبًا إلى جنب مع PLA، وأظهرت النتائج ليونة أفضل للأول، وقوة شد أفضل للأخير. كلاهما كان، مع ذلك، تحسنًا في جيش التحرير الشعبي وحده. قد يكون لهذا آثار كبيرة على الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام نفايات النباتات. Polylactic acid هو بوليمر لدن بالحرارة، وهو أكثر خيوط البلاستيك استخدامًا للطباعة ثلاثية الأبعاد. إن خصائصه المتمثلة في التحلل البيولوجي الجزئي والاستقرار الحراري الجيد وسهولة المعالجة تجعله خيارًا شائعًا للعديد من الصناعات. لذلك، فإن أي طريقة لتحسين خصائصه مهمة.

عملية البحث

كان الباحثون فريقًا دوليًا بقيادة العلماء الدكتور مان سينغ من الهند والدكتور جيه إس بيونج من ماليزيا والبروفيسور المشارك يوجين ونغ من سنغافورة. لبدء دراستهم على المواد النباتية والطباعة ثلاثية الأبعاد، أخذوا عينتين من PALF. ترك أحدهما دون علاج، بينما عولج الآخر بقلويات بنسب مختلفة من الوزن. ثم تم اختبار كل منها بشكل منفصل عن طريق الدمج مع PLA ثم بثقها في عملية FDM. استخدموا Ultima Ker 3 لهذه الخطوة. تم إجراء العديد من الاختبارات لتقييم الخصائص الجديدة للمنتج. وشمل ذلك التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، وعرض المجهر للتحقق من الشوائب، والتحليل الحراري الذي يتحقق من الاستقرار الحراري (كيف تغيرت الكتلة بمرور الوقت مع تغير درجة الحرارة).

كان الباحثون يرون ما إذا كان يمكن دمج نفايات الأناناس مع PLA لصنع خيوط أقوى ولكن قابلة للتحلل (اعتمادات الصورة: David Adam Kess، CC BY-SA 4، via Wikimedia Commons)

وجدوا أن PALF غير المعالج، أو الخام، لديه استطالة أعلى عند الكسر من المعالجة القلوية، مما يعني ليونة أفضل. ومع ذلك، فإن تعزيز PALF المعالج بالقلويات بنسبة 3٪ بالوزن أظهر خصائص شد وانثناء قصوى، لذلك تم اعتباره الحالة المثلى. تم تحسين كلا التعزيزين على جيش التحرير الشعبى الصينى وحده. يشير هذا إلى أنه يمكن في الواقع استخدام نفايات النبات للطباعة ثلاثية الأبعاد لتحسين خصائص ووظيفة المواد.

إذا كانت هذه التجربة تبدو في البداية مجردة ونظرية، فقد يكون لها في الواقع آثار على الطباعة ثلاثية الأبعاد في المستقبل. تسعى الصناعة باستمرار إلى شيئين: تحسين المواد للحصول على منتجات أفضل أداء، وتحسين الاستدامة. يمكن أن يكون استخدام مواد نباتية قابلة للتحلل لتحسين PLA للطباعة ثلاثية الأبعاد هو الحل؛ خاصة عندما تكون المادة سهلة المنال وغير مكلفة مثل ألياف الأناناس. ليست هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام مواد نباتية للطباعة ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال، أنشأت الشركة النمساوية Extruder مؤخرًا مجموعة من الخيوط المسؤولة بيولوجيًا باسم GreenTec و Biofusion ، وتعاونت الشركة الإيطالية WASP مع Dior لإنشاء متجر منبثق يستخدم مواد صديقة للبيئة.

لقراءة كتابة التقرير، يمكنك النقر هنا. التقرير الكامل متاح في مجلة Polymer Composites ، وهي مجلة علمية.