Recycling of ABS operating elements obtained from industry 3D printing machines

• Autorzy: Marciniak Dawid , Czyżewski Piotr , Sykutera Dariusz , Bieliński Marek

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.11.9

Warianty tytułu

PL

Recykling części eksploatacyjnych z ABS wykorzystywanych w przemysłowych drukarkach 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents new application of the material obtained from the recycling of acrylonitrilebutadiene-styrene (ABS) – the material acquired from operating parts of industry Dimension Elite 3D printer by Stratasys. The operating parts were used to prepare the regranulate and to produce filament, the latter of which was applied used in the FFF technology (Fused Filament Fabrication). Manufactured in the FFF technology, test specimens were used to determine the selected mechanical properties and to compare the obtained results with the properties characteristic of molded pieces made of ABS regranulate that were produced by injection molding. The paper presents results of tests performed on a filament, obtained from the ABS regranulate and indicates characteristic processing properties of that material. It also discusses beneficial processing parameters for injection molding (IM) and 3D printing (FFF). The study also presents selected results of tests of functional properties of ABS products in the FFF technology. The research results have allowed to assess the possibility of recycling of the operating parts of 3D printers in FFF.

PL

Przedstawiono nowe zastosowanie materiału uzyskanego z recyklingu ABS (akrylonitryl-butadien-styren) pochodzącego z elementów eksploatacyjnych przemysłowych drukarek 3D Dimension Elite (Stratasys). Z elementów eksploatacyjnych przygotowano regranulat i wyprodukowano filament, który następnie zastosowano w technologii przyrostowego wytwarzania FFF (ang. Fused Filament Fabrication). Wytworzone w technologii FFF próbki posłużyły do oznaczenia wybranych właściwości mechanicznych oraz porównania ich z właściwościami charakteryzującymi wypraski z regranulatu ABS, uzyskane metodą wtryskiwania. Oceniano cechy filamentu otrzymanego z regranulatu ABS, wskazano także na charakterystyczne właściwości przetwórcze tego surowca. Określono korzystne pod względem wytrzymałości mechanicznej parametry procesów wytwarzania: wtryskiwania ciśnieniowego (IM) oraz drukowania 3D (FFF), wyznaczono też właściwości użytkowe wytworów z ABS, otrzymanych w technologii FFF. Wyniki badań pozwoliły na ocenę możliwości recyklingu zużytych elementów eksploatacyjnych przemysłowych drukarek 3D w technologii FFF.

Słowa kluczowe

EN

ABS recycling; filament production; 3D printing; FFF technology; mechanical properties; processing properties

PL

recykling ABS; wytwarzanie filamentu; drukowanie 3D; technologia FFF; właściwości mechaniczne; właściwości przetwórcze

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 11-12
• Strony: 803--810
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Marciniak Dawid

• UTP University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Czyżewski Piotr

• UTP University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Sykutera Dariusz

• UTP University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Bieliński Marek

• UTP University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

Bibliografia

• [1] “Plastics – the Facts 2018. An analysis of European plastics production, demand and waste data”. http://www.plasticseurope.org/information-centre/ publications.aspx (accessed 20 May 2019)
• [2] Baechler Ch., DeVuono M., Pearce J.: Rapid Prototyping Journal 2013, 19, 118. http://dx.doi.org/10.1108/13552541311302978
• [3] Bieliński M., Sykutera D., Czyżewski P. et al.: “Verification of geometric objects surface condition in additive manufacturing obtained in FDM Technology (Fused Deposition Modeling)”, Materials of conference 24 Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren TECHNOMER 2015, Chemnitz, Germany 2015.
• [4] Bieliński M., Sykutera D., Czyżewski P. et al.: “Verification of additive manufacturing producibility of geometric objects with the help of FDM (Fused Deposition Modeling) technology”, Materials of conference 23 Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren TECHNOMER 2013, Chemnitz, Germany 2013.
• [5] Bingheng L., Dichen L., Xiaoyong T.: Engineering 2015, 1 (1), 85.
• [6] Braanker G., Duwel J., Flohil J., Tokaya G.: “Developing a plastics recycling add-on for the RepRap 3D printer”. https://reprapdelft.files.wordpress.com/2010/04/ reprap-granule-extruder-tudelft1.pdf (accessed 20 May 2019)
• [7] Czyżewski P., Falkiewicz M., Siutkowski S.: „Badanie technologiczności drukowania obiektów przestrzennych w technologii FDM (Fused Deposition Modeling), Materials of 18 Nationwide Conference: Recirculation in Machine Construction Bydgoszcz, Poland 2014, 19 (2), pp. 118–125.
• [8] European Commission: “European strategy for plastics”. http://ec.europa.eu/environment/waste/plastic_waste.htm (accessed 20 May 2019).
• [9] Plastics Europe Annual review 2017–2018. https://www.plasticseurope.org/pl (accessed 20 May2019)
• [10] Feeney D.: “FFF vs. SLA vs. SLS: 3D Printing”. http://www.sd3d.com/fff-vs-sla-vs-sls, (accessed 20 May 2019.
• [11] Górecki D.: „Badanie dokładności wymiarowej wytworów w technologii przyrostowej”, Praca inżynierska, WIM/UTP, Bydgoszcz 2015.
• [12] Baechler C., DeVuono M., Pearce J.: Rapid Prototyping Journal 2013, 19, 118. https://doi.org/10.1108/13552541311302978
• [13] Górski F., Kuczko W., Wicharek R.: Advances in Science and Technology 2013, 7 (19), 27. https://doi.org/10.5604/20804075.1062340
• [14] Horne R.: “Recycling Plastic for 3D Printing – Why not the default?”. http://richrap.blogspot.com/2015/10/recycling-plastic-for-3d-printing-why.html (accessed 20 May 2019).
• [15] Horne R.: “No more filament? – Quest for a Universal Pellet Extruder for 3D Printing”. http://richrap.blogspot.com/2014/12/no-more-filament-quest-for-universal.html (accessed 20 May 2019).
• [16] Hossain M.S., Ramos J., Espalin D. et al.: “Improving tensile mechanical properties of FDM – manufactured samples via modyfing build parameters”, Solid Freeform Fabrication Symposium, University of Texas, Austin 2013, p. 380.
• [17] Kreiger M., Anzalone G., Mulder M. et al.: “Distributed Recycling of Post-Consumer Plastic Waste in Rural Areas”, MRS Online Proceedings Library. http://digitalcommons.mtu.edu/materials_fp/51, (accessed 20 May 2019).
• [18] Makucha A., Bajkowski M., Skoczylas P. et al.: Przemysł Chemiczny 2016, 1 (1), 86.
• [19] Muñiz M.: “Universal Pellet Extruder”. http://upe3d.blogspot.com/ (accessed 20 May 2019).
• [20] Peels J.: “For Cheaper 3D Printing : A Review of Filament Recyclers”. http://www.inside3dp.com/cheaper-3d-printing-review-filament-recyclers/ (accessed 20 May 2019).
• [21] Pepliński K., Czyżewski P., Górecki D. et al.: Polimery 2017, 62, 198. http://dx.doi.org/dx.doi.org/10.14314/polimery.2017.198
• [22] Kopowski J., Mikołajewski D., Macko M., Rojek I.: Bio-Algorithms and Med-Systems 2019, 15, 1. Art. No 20190003.
• [23] “Recycled ABS filament from car dashboards”. http://www.re-filament.com/shop/filament/recycledabs-filament.html (accessed 20 May 2019).
• [24] Rodríguez J., Thomas J., Renaud J.: Rapid Prototyping Journal 2001, 7, 148.
• [25] “The A-Z 3D Printing Handbook”. http://www.sd3d.com/handbook (accessed 20 May 2019).
• [26] Siemiński P., Rajch A.: Mechanik 2014, 87, 2.
• [27] Sikorski Sz., Wilczyński D., Malujda I. et al.: Mechanik 2013, 86, 1056.
• [28] Singh R., Singh S., Mankotia K.: Rapid Prototyping Journal 2016, 22, 300.
• [29] “Look Out for These Additive Manufacturing Trends in 2015”. https://www.stratasysdirect.com/blog/look-out-forthese-additive-manufacturing-trends-in-2015/ (accessed 20 May 2019).
• [30] Stucker B.: “Recent Trends in Additive Manufacturing & the Need for Predictive Simulation”. http://additiveworld.com/upload/file/Additive%20World%20keynote%20_%20Brent%20ucker.pdf (accessed 20 May 2019).
• [31] “Recykling tworzyw sztucznych na filament do drukarek 3D”. http://swiatdruku3d.pl/recykling-tworzyw-sztucznych-na-filament-do-drukarek-3d/ (accessed 20 May 2019).
• [32] Tartakowski Z., Mydłowska K.: Przetwórstwo Tworzyw 2015, 21, 75.
• [33] “A Comprehensive Introduction to 3D Printing Technology”. http://3dprintingforbeginners.com/3d-printing-technology (accessed 20 May 2019).
• [34] Czyżewski P., Bieliński M., Sykutera D. et al.: Rapid Prototyping Journal 2018, 24, 1447. https://doi.org/10.1108/RPJ-03-2017-004

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).