当下用塑料垃圾制成3D打印材料,一般都是现将其切碎、研磨成小块或颗粒。然后,将其放入一个塑料挤出机,熔融生成3D打印长丝。这里面的主要问题是,将塑料垃圾比如PLA材质的东西切碎、研磨成小颗粒往往需要很大的能量,主要是由PLA能够吸收能量使其不易分解。
不过,英属哥伦比亚大学的学生与UBC快速工程设计团队找到了一种更好的方法来研磨:在普通的家用搅拌机里加入液氮,即可轻松将PLA塑料分解成颗粒。
这是因为PLA塑料具有在-20至-40℃的环境下变脆的特性。这意味着,在这些温度下,塑料失去大部分的能量吸收特性,于是这时当搅拌机的叶片击中它时,它很容易就会解体。而液氮的最高冷却温度能达到-196℃,所以它是一种很理想的冷却介质。
UBC团队所做的就是先用液氮冷却塑料,然后把液体倒出去,把冷却后的塑料装入家用搅拌机。只需开动几分钟,搅拌机里的塑料就完全变成了粉状物质,这是长丝挤出机最理想的材料。剩下的就是用长丝挤出机把它们变成3D打印长丝了。
不过这里还有一些注意事项。如果液氮不好找,用干冰也行。虽然干冰的制冷温度没那么低,但是也能达到使塑料变性的温度。另一个需要注意的是,低温也会影响搅拌器的叶片,使其变得更加脆弱,有时候会出现断裂的现象。不过无论如何,这都是可以解决的问题。
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