Implementación de polímeros termoplásticos reciclados como materia prima potencial para procesos de manufactura aditiva
DOI:
https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.802Palabras clave:
extrusión, FDM, polímero reciclado, prototipadoResumen
En los últimos años se ha hecho evidente la problemática ambiental que gira en torno a los polímeros sintéticos, en especial los que son desechados al medio ambiente después de su vida útil. Por tal motivo, este trabajo de investigación se centra en la implementación de polímeros reciclados en tecnologías emergentes, como lo es la manufactura aditiva. Para esto se emplearon polipropileno, polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad reciclados, y se realizó la comparativa con materiales vírgenes de estos. Se realizó la selección, molienda, lavado y secado de los materiales recuperados, para su posterior transformación por proceso de extrusión, en donde se obtuvieron pellets de dichos materiales, los cuales fueron alimentados a un equipo de manufactura aditiva en el que se obtuvieron probetas para la caracterización mecánica y microestructural. Hasta el momento se han logrado obtener resultados con el polipropileno reciclado y original debido a que la investigación aún se encuentra en curso. Se observó que el polietileno reciclado presenta mayor adhesión a la cama de impresión y alta contracción en comparación con el original. Además, se presentan dificultades de impresión para el polietileno de alta densidad reciclado y original.
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Referencias
Ahmed, W., Siraj, S. & Al-Marzouqi, A. H. (2020). 3D printing PLA waste to produce ceramic based particulate reinforced composite using abundant silica-sand: Mechanical properties characterization. Polymers, 12(11), 2579. https://doi.org/doi:10.3390/polym12112579
Andersen, M. S. (2007). An introductory note on the environmental economics of the circular economy. Sustainability Science, 2(1), 133-140. https://doi.org/doi:10.1007/s11625-006-0013-6
Bossart, J. L., González, S. R. & Greenberg, Z. (2020). 3D printing filament recycling for a more sustainable library makerspace. College & Undergraduate Libraries, 27(2-4), 369-384. https://doi.org/doi:10.1080/10691316.2021.1899093
Daniele, R., Armoni, D., Dul, S. & Alessandro, P. (2023). From nautical waste to additive manufacturing: Sustainable recycling of high-density polyethylene for 3D printing applications. Journal of Composites Science, 7(8), 320. https://doi.org/doi:10.3390/jcs7080320
Den Hollander, M. C., Bakker, C. A. & Hultink, E. J. (2017). Product design in a circular economy: Development of a typology of key concepts and terms: Key concepts and terms for circular product design. Journal of Industrial Ecology, 21(3), 517-525. https://doi.org/doi:10.1111/jiec.12610
Gamez, M. J. (2015). Objetivos y metas de desarrollo sostenible. https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/
Gómez, G. A. y Ramos, G. (2019). Diseño e implementación de un sistema de extrusión de filamento. Universidad Autónoma de Occidente. https://red.uao.edu.co/bitstream/handle/10614/11024/T08590.pdf
Jin, M., Neuber, C. & Schmidt, H. W. (2020). Tailoring polypropylene for extrusion-based additive manufacturing. Additive Manufacturing, 33(101101). https://doi.org/doi:10.1016/j.addma.2020.101101
Kristiawan, R. B., Imaduddin, F., Ariawan, D., Ubaidillah, B. & Arifin, Z. (2021). A review on the fused deposition modeling (FDM) 3D printing: Filament processing, materials, and printing parameters. Open Engineering, 11(1), 639-649. https://doi.org/doi:10.1515/eng-2021-0063
Kuo, C. C., Liu, L. C., Teng, W. F., Chang, H. Y., Chien, F. M., Liao, S. J. & Chen, C. M. (2016). Preparation of starch/acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) biomass alloys and their feasible evaluation for 3D printing applications. Composites Part B, Engineering, 86, 36-39. https://doi.org/doi:10.1016/j.compositesb.2015.10.005
Liu, Z., Wang, Y., Wu, B., Cui, C., Guo, Y. & Yan, C. (2019). A critical review of fused deposition modeling 3D printing technology in manufacturing polylactic acid parts. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 102(9-12), 2877–2889. https://doi.org/doi:10.1007/s00170-019-03332-x
Mani, M., Lyons, K. W. & Gupta, S. K. (2014). Sustainability characterization for additive manufacturing. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 119, 419. https://doi.org/doi:10.6028/jres.119.016
Martínez, S. (2022). Todo lo que debes saber sobre la ley que prohíbe los plásticos de un solo uso en Colombia. Goula. https://goula.lat/todo-lo-que-debes-saber-sobre-la-ley-que-prohibe-los-plasticos-de-un-solo-uso-en-colombia/
Moradi, M., Beygi, R., Yusof, N., Amiri, A., da Silva, L. F. & Sharif, S. (2023). 3D printing of acrylonitrile butadiene styrene by fused deposition modeling: Artificial neural network and response surface method analyses. Journal of Materials Engineering and Performance, 32(4), 2016-2028. https://doi.org/doi:10.1007/s11665-022-07250-0
Morales, M. A., Maranon, A., Hernández, C., Michaud, V. & Porras, A. (2023). Colombian sustainability perspective on fused deposition modeling technology: Opportunity to develop recycled and biobased 3D printing filaments. Polymers, 15(3), 528. https://doi.org/doi:10.3390/polym15030528
Naciones Unidas. (2023). Día mundial del medio ambiente. https://www.un.org/es/observances/environment-day
Oliveira, R., Silva, M. H., Agrawal, P., Brito, G., Cunha, C. T. & Mélo, T. J. (2023). Recycling of acrylonitrile butadiene styrene from electronic waste for the production of Eco-friendly filaments for 3D printing. 3D Printing and Additive Manufacturing. https://doi.org/doi:10.1089/3dp.2022.0211
Ramos Espinosa, G. y Lombana Gómez, G.(2019). Diseño e implementación de un sistema de extrusión de filamento para impresión 3D a partir de botellas recicladas. Universidad Autónoma de Occidente. https://red.uao.edu.co/bitstream/handle/10614/11024/T08590.pdf
Turku, I., Kasala, S. & Kärki, T. (2018). Characterization of polystyrene wastes as potential extruded feedstock filament for 3D printing. Recycling, 3(4), 57. https://doi.org/doi:10.3390/recycling3040057
Vidakis, N., Petousis, M., Tzounis, L., Maniadi, A., Velidakis, E., Mountakis, N. & Mechtcherine, V. (2020). Sustainable additive manufacturing: Mechanical response of Polypropylene over multiple recycling processes. Sustainability, 13(1), 159. https://doi.org/doi:10.3390/su13010159
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