Selected flexural and hygroscopic properties of waste wood dust - polylactic acid biocomposite for 3D printing

Jasiński, Wojciech; Szymanowski, Karol

doi:10.5604/01.3001.0053.8562

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Selected flexural and hygroscopic properties of waste wood dust - polylactic acid biocomposite for 3D printing

Autorzy

Jasiński Wojciech , Szymanowski Karol

Treść / Zawartość

Pełne teksty: $C:\Users\m.urbaniak\Desktop\Annals_selected_1_2023.pdf [zdalny]$

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.8562

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

Chosen flexural and hygroscopic properties of waste wood dust - polylactic acid biocomposite for 3D printing. The study shows chosen flexural and hygroscopic properties of PLA-waste wood dust biocomposite intended for use in 3D printing. Materials were mixed in 3 variants, differentiated by weight content of waste wood dust – 0%, 10%, 20% and 30% and extruded in a two-stage process using an extruder of original design. Variant without waste wood dusts was prepared as well. That filaments were then used to create samples using a 3D printer. For the printed samples chosen properties were tested i.e. MOE, MOR, water absorption and thickness swelling. It was found that waste wood dust does not significantly affect MOR and MOE. It was shown that it’s content negatively impacts the water absorption and thickness swelling. It was demonstrated that the tested material can successfully be used in 3D printing.

Wybrane właściwości higroskopijne oraz mechaniczne przy rozciąganiu biokompozytu odpadowe pyły drzewne – polilaktyd przeznaczonego do druku 3D. Opracowanie przedstawia wybrane właściwości biokompozytu odpadowe pyły drzewne – polilaktyd przeznaczonego do druku 3D. Materiały zostały zmieszane w 3 wariantach, zróżnicowanych pod względem wagowego udziału odpadowych pyłów drzewnych – 0%, 10%, 20% i 30%. Następnie zostały one wyekstrudowane w dwuetapowym procesie przy pomocy autorskiego ekstrudera. Tak przygotowany filament został wykorzystany do wytworzenia próbek przy pomocy drukarki 3D. Dla wydrukowanych próbek zbadano MOE, MOR, nasiąkliwość oraz spęcznienie na grubość. Stwierdzono, że zawartość odpadowych pyłów drzewnych nie wpływa w istotny sposób na MOE i MOR. Wykazano negatywny wpływ odpadowych pyłów drzewnych na nasiąkliwość i spęcznienie na grubość badanego materiału. Stwierdzono, że badany kompozyt może być skutecznie wykorzystywany w druku 3D.

Słowa kluczowe

WPC Waste wood dust 3D printing PLA

Wydawca

Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Czasopismo

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

Rocznik

2023

Tom

No. 121

Strony

11--20

Opis fizyczny

Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jasiński Wojciech

Warsaw University of Life Sciences– SGGW, Faculty of Wood Technology

autor

Szymanowski Karol

Warsaw University of Life Sciences– SGGW, Institute of Wood Sciences and Furniture, Department of Mechanical Processing of Wood

Bibliografia

1. Balart J., Garcia-Sanoguera D., Balart R., Boronat T., Sanchez-Nacher L., 2018: Manufacturing and properties of biobased thermoplastic composites from poly(lactid acid) and hazelnut shell wastes. Polymer Composites nr. 39(3); 848-85.
2. colorFabb, 27.10.2022: WoodFill Technical datasheet.
3. Domoradzki M., Kaniewska J., Weiner W., 2012: Zastosowanie granulacji aglomeracyjnej do nasion (cz. 2). Otoczkowanie nasion ekologicznych. Chemik nr.66(5); 473-478.
4. Domoradzki M., Korpal W., 2005: Dobór materiałów do otoczkowania nasion rzodkiewki roztworem dekstryny. Inżynieria Rolnicza nr.9(11); 69-78.
5. Drouet T., 1992: Technologia płyt wiórowych. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.
6. Dunn O. J., 1964: Multiple comparisons using rank sums, Technometrics nr. 6; 241–252.
7. Fangrat, J., Glinka, W., Wolanski, P., Wolinski, M., 1986: Detonation structure of organic dusts-oxygen mixtures. Journal of Power Technologies nr. 69; 11.
8. Gnatowski M., 2005: Water absorption by wood plastic composites in exterior exposure, Proceedings of the 8th International Conference on Woodfiber-Plastic Composites (and other natural fibers); 23-25.
9. Golec, T., Remiszewski, K., Świątkowski, B., Błesznowski, M., 2007: Palniki pyłowe na biomasę. Energetyka i ekologia nr. 5; 375-382.
10. Gorzelak, A., 1998: Zastosowanie torfu i kory w hodowli sadzonek drzew leśnych w środowisku kontrolowanym. Sylwan nr. 142(08); 35-41.
11. Gozdecki, C., Kociszewski, M., Zajchowski, S., & Mirowski, J., 2010: Badania kompozytów drzewno-polimerowych zawierających odpadowy materiał drzewny z produkcji płyt wiórowych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna nr. 49(5); 41-42.
12. Jian B., Mohrmann S., Li H., Li Y., Ashraf M., Zhou J., Zheng X., 2022: A Review on Flexural Properties of Wood-Plastic Composites, Polymers nr. 14(19).
13. Kajda-Szcześniak, M., 2013: Ocena podstawowych właściwości odpadów drzewnych i drewnopochodnych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska nr. 15(1).
14. Kruskal W.H., Wallis W.A., 1952: Use of ranks in one-criterion variance analysis, Journal of the American Statistical Association nr. 47; 583-621.
15. Kwan T. H., Hu Y., Lin C. S. K., 2018: Techno-economic analysis of a food waste valorisation process for lactic acid, lactide and poly (lactic acid) production. Journal of cleaner production nr. 181; 72-87.
16. Löschke S. K., Mai J., Proust G., Brambilla A., 2019: Microtimber: the development of a 3D printed composite panel made from waste wood and recycled plastics. in: Digital Wood Design. Innovative Techniques of Representation in Architectural Design, s. 827-848. Springer Cham.
17. Mashkoor F., Nasar A., Asiri A. M., 2018: Exploring the reusability of synthetically contaminated wastewater containing crystal violet dye using tectona grandis sawdust as a very low-cost adsorbent. Scientific reports nr. 8(1); 1-16.
18. Ogiołda, E., 1998:. Problematyka zapylenia oraz bezpieczeństwa przeciwpożarowego i przeciwwybuchowego w zakładach przemysłu drzewnego. Zeszyty naukowe nr.166(7), Politechnika Zielonogórska.
19. Pringle A. M., Rudnicki M., Pearce J. M., 2018: Wood furniture waste–based recycled 3D printing filament. Forest Products Journal nr. 68(1); 86-95.
20. Radoor S., Karayil J., Shivanna J. M., Siengchin S., 2021: Water Absorption and Swelling Behaviour of Wood Plastic Composites in: Wood Polymer Composites; 195-212. Springer, Singapore.
21. Stříteský O., 2020: Podstawy Druku 3D z Josefem Prusą. Praga: Prusa Research a.s.
22. Szostak, A., Ratajczak, E., Bidzińska, G., Gałecka, A., 2004: Rynek przemysłowych odpadów drzewnych w Polsce. Drewno: prace naukowe, doniesienia, komunikaty nr. 47(172); 69-89.
23. Tokiwa Y., Calabia B. P., 2006: Biodegradability and biodegradation of poly (lactide). Applied microbiology and biotechnology nr. 72(2); 244-251.
24. Tomec D. K., Straže A., Haider A., Kariž M., 2021: Hygromorphic Response Dynamics of 3D-Printed Wood-PLA Composite Bilayer Actuators, Polymers nr. 13(19).
25. Wach, E., Kolacz, I., 2003: Mozliwosci produkcji i wykorzystania granulatu drzewnego (pellets)-analiza techniczno-ekonomiczna inwestycji. Czysta Energia nr. 06; 24-27.
26. Werle, S., 2021: Termiczne przetwarzanie biomasy odpadowej jako element gospodarki obiegu zamkniętego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
27. Wieloch, G., Wilkowski, J.,2015:. Skrawanie materiałów drzewnych jako źródło pyłów szkodliwych dla środowiska. Biuletyn Informacyjny Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Przemysłu Płyt Drewnopochodnych w Czarnej Wodzie nr. 56(1-2).
28. Włodarczyk-Fligier A., Polok-Rubiniec M., Chmielnicki B., 2018: Kompozyty polimerowe z napełniaczem naturalnym, Przetwórstwo Tworzyw nr. 24.
29. Wojtyła S., Klama P., Baran T., 2017: Is 3D printing safe? Analysis of the thermal treatment of thermoplastics: ABS, PLA, PET, and nylon. Journal of occupational and environmental hygiene nr. 14(6).
30. Wolny, S., 2010: Pomiary ładunków elektrostatycznych generowanych przez pneumatyczny odciąg pyłów drzewnych. Pomiary Automatyka Robotyka nr. 14(12); 119-123.
31. Zentkeler M., 1996: Kleje i klejenie drewna. Poznań: Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu.
32. Żelaziński T., Ekielski A., Tulska E., Vladut V., Durczak K., 2019: Wood dustapplication for improvement of selected properties of thermoplastic starch. INMATEH nr.58(2).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-da665114-1953-420e-967b-9e279e8e08a4