Dieses Gerät recycelt Plastikwasserflaschen zu 3D-Druckfilamenten (und es ist Open Source)

Hier ist ein Prototyp des Polyformers.

Kunststoffe haben im Laufe der Jahre aus ökologischer Sicht oft zu Recht einen ziemlich schlechten Ruf erlangt.

Wenn Sie auf der Suche nach einem 3D-Drucker sind, finden Sie hier einen, der Ihren Anforderungen entspricht.

Die gemeinnützige Meeresschutzorganisation Oceana berichtet, dass jede Minute zwei Müllwagen voll Plastik in die Weltmeere gelangen. Das sind 33 Milliarden Pfund Plastik, die jedes Jahr in die Ozeane gelangen. Der Kartendienst Arcgis verfügt über Kartendaten, die zeigen, dass es fünf große, mit Plastik bedeckte Ozeanflächen mit einer Fläche von 20 Millionen Quadratkilometern (7,72 Millionen Quadratmeilen) gibt. Das ist genug Plastik, um Alaska, Texas, Kalifornien, Montana und New Mexico (die flächenmäßig fünf größten Bundesstaaten der USA) zu bedecken.

Die US-Umweltschutzbehörde berichtet, dass in den USA Plastik im Wert von 35,7 Millionen Tonnen (ungefähr das Gewicht von 17,8 Millionen Tesla Model 3-Fahrzeugen) erzeugt wurde. Insgesamt werden nur 8,7 % des produzierten Kunststoffs recycelt, dieser Anteil ist jedoch je nach Kunststoffart unterschiedlich, da verschiedene Kunststoffarten sehr unterschiedliche chemische Eigenschaften haben.

PLA oder Polymilchsäure ist die am häufigsten im 3D-Druck verwendete Kunststoffart. Es ist ein sehr einfach zu verwendendes Material, es haftet gut auf dem Druckbett und ist für viele Anwendungen einigermaßen robust. Es zersetzt sich in der Sonne und kann spröde werden, aber die überwiegende Mehrheit der Artikel, die ich hergestellt habe, wurde mit PLA gedruckt, weil es in Extrusions-3D-Druckern gut funktioniert.

Auch aus ökologischer Sicht hat PLA einige Vorteile. Es wird nicht aus fossilen Brennstoffen, sondern aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Maniok, Zuckerrohr oder Zuckerrübenschnitzel hergestellt. PLA ist auch biologisch abbaubar, obwohl es einige eindeutige Fußnoten zu dieser Behauptung gibt. Es lässt sich nicht gut kompostieren. Etwa die Hälfte des Materials zerfällt im Laufe der Zeit, der Rest kann jedoch Hunderte oder sogar Tausende von Jahren bestehen bleiben. Aus dem gleichen Grund sollten Sie PLA nicht auf Mülldeponien entsorgen. Aber PLA verbrennt ziemlich gut und hinterlässt keine Rückstände oder giftige Dämpfe.

Wenn es um Recycling geht, ist PET (oder Polyethylenterephthalat) ein echter Gewinner. Nach Angaben der EPA wurden fast 30 % des gesamten PET recycelt. Dies ist äußerst wichtig, da PET das Material ist, aus dem Wasserflaschen und -gläser aus Kunststoff hergestellt werden. Nach Angaben der University of Southern Indiana verbrauchen Amerikaner stündlich 2,5 Millionen Plastikflaschen, von denen die meisten nach Gebrauch weggeworfen werden.

Auch eine modifizierte Variante von PET, bekannt als PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol-modifiziert), erfreut sich im 3D-Druck großer Beliebtheit. PETG ersetzt das Ethylenglykol in PET durch Cyclohexandimethanol, wodurch sechs zusätzliche Kohlenstoffatome hinzugefügt werden. Dadurch wird die Molekülstruktur weniger dicht und der Kunststoff kann bei einer niedrigeren Temperatur schmelzen.

PETG schmilzt bei etwa 230 °C. Im Gegensatz dazu schmilzt PET (der Kunststoff für Wasserflaschen), aber bei Temperaturen näher an 280 °C. Das liegt am oberen Ende des Temperaturbereichs für die meisten Hobby-Extruder auf 3D-Druckern.

Die Tatsache, dass PET technisch 3D-gedruckt werden kann, wirft eine einfache Frage auf: Wie können wir Wasserflaschenplastik in 3D-druckbares Filament verwandeln?

Reiten Cheng, ein Industriedesigner, der diesen Frühling gerade seinen Abschluss am ArtCenter College of Design in Pasadena gemacht hat, scheint eine Antwort zu haben. Und es ist Open Source. Er nennt es den Polyformer.

Beheizter Polyformer-Extrusionsmechanismus

Die Idee für den Polyformer ist einfach. Schneiden Sie mit einer Schere den Boden einer Wasserflasche ab. Setzen Sie die Flasche in den Polyformer ein. Das Gerät schneidet die Flasche in Streifen. Ein Extruder erhitzt die Streifen und drückt Kunststofffilamente heraus. Von der gebrauchten Flasche bis zum gebrauchsfertigen Filament ist es eine Idee mit Potenzial.

Obwohl es Filamente in größeren und kleineren Mengen gibt, werden die meisten Filamente auf 1-Kilogramm-Spulen verkauft. Als ich mit Cheng auf seinem Polyformer-Discord-Kanal sprach, erzählte er mir, dass etwa 33 Flaschen eine Kilogramm-Spule Filament ergeben würden.

Ich sehe dies als ein großartiges Community- oder Makerspace-Projekt. Eine Schule oder ein Makerspace könnte die Flaschen sammeln und sie in Filamentspulen verwandeln.

3D-gedruckte Teile und zusätzliche Komponenten, aus denen der Polyformer besteht

Wie ich oben erwähnt habe, stellt PET eine gewisse Herausforderung für den 3D-Druck dar, vor allem, weil es zäh wird und es schwierig ist, die Temperatureinstellungen einzustellen. Aber sobald das geklärt ist, könnte eine Schule oder ein Makerspace über einen praktisch unbegrenzten (und kostenlosen) Vorrat an diesem sehr robusten 3D-Druckmaterial verfügen.

Schneidemechanismus

Besonders neugierig war ich auf den Schnitt der Flaschen. Der Discord-Benutzer @Alextrical sagte mir: „Es sind die Lager, die die Flasche schneiden, die Kanten gleiten übereinander und scheren den Kunststoff ähnlich wie eine Schere.“ Dies wäre also in einer Gemeinschaftsumgebung sicher und es gibt keine Probleme beim Schärfen oder Ersetzen von Klingen.

Es sei darauf hingewiesen, dass Cheng nicht der erste ist, der eine PET-Flaschen-zu-Filament-Recyclinganlage baut. Als Inspiration nennt er Joshua Taylor von recreator3d.com, der Pläne und Teilelisten für ein ähnliches Gerät hat. Taylors Ansatz besteht darin, einen Creality Ender 3 3D-Drucker in eine „Plastic Bottle Pultrusion Unit“ umzuwandeln.

Es ist ein interessanter Ansatz – das Upcycling eines 3D-Druckers, um ein Gerät herzustellen, das Plastikflaschen recycelt, um sie als Filament für einen 3D-Drucker zu verwenden.

Also was ist mit dir? Glaubst du, dass du so ein Gerät bauen wirst? Möchten Sie Ihren Teil zum Recycling von Plastikflaschen beitragen, indem Sie sie in 3D-Druckfilamente umwandeln? Lass es uns unten in den Kommentaren wissen.

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