Impresión 3D y materiales reciclados

La industria de la impresión 3D utiliza una gran variedad de materiales, pero se estima que menos del 10% de estos materiales se reciclan en la actualidad. Existen materiales reciclables para su uso en la impresión 3D, principalmente termoplásticos. Existe la oportunidad de que la industria de la impresión 3D sea aún más sostenible, con proyecciones de que el 40-60% de los artículos impresos en 3D pueden ser reciclados. 

Este artículo trata sobre la impresión 3D y los materiales reciclados, el filamento ecológico y la impresión 3D a partir de materiales reciclados. .......

El filamento de impresión 3D ecológico está fabricado con materiales sostenibles. Estos materiales son biodegradables y no requieren el uso de productos químicos peligrosos. Además, también son renovables y pueden reciclarse. Estos filamentos reciclables incluyen:

• PLA (ácido poliláctico): El PLA es un bioplástico derivado de recursos renovables como el almidón de maíz, la caña de azúcar y las raíces de tapioca. Es un material reciclable que puede descomponerse y reutilizarse.
• PETG (Tereftalato de polietileno modificado con glicol): El PETG es un termoplástico reciclable que puede reciclarse en nuevos filamentos, lo que lo convierte en una excelente opción para la impresión 3D ecológica.
• PC-ABS (policarbonato-acrilonitrilo butadieno estireno): El PC-ABS es una mezcla reciclable de dos plásticos, ABS y policarbonato. Es un material respetuoso con el medio ambiente y duradero que se puede reciclar.
• Nylon: El nylon es un termoplástico reciclable que tiene una alta relación resistencia-peso. Se utiliza habitualmente para la impresión 3D porque es resistente y ligero.
• HIPS (poliestireno de alto impacto): El HIPS es un material termoplástico amorfo que se utiliza en aplicaciones de baja temperatura. Está clasificado como material estándar y ofrece facilidad de procesamiento, alta resistencia y rigidez.
• PP (Polipropileno): El polipropileno (PP) es uno de los termoplásticos más utilizados en el mundo. 
• PVA (Alcohol polivinílico): El poli es un polímero sintético soluble en agua. Tiene la fórmula idealizada [CH₂CH]ₙ. Se utiliza en la fabricación de papel, el apresto de urdimbre textil y como espesante y estabilizador de emulsiones en la impresión 3D.
• TPU (poliuretano termoplástico): El poliuretano termoplástico (TPU) es un elastómero termoplástico procesable por fusión de gran durabilidad y flexibilidad. Tiene las características tanto del plástico como del caucho, por lo que presenta propiedades como durabilidad, flexibilidad y una excelente resistencia a la tracción.
• Filamentos con base metálica: Los filamentos rellenos de metal contienen polvo metálico finamente molido, como cobre, bronce, latón y acero inoxidable. El porcentaje de polvo metálico infundido en cada filamento puede variar. Este polvo metálico hace que el filamento sea mucho más pesado y a menudo más robusto que los plásticos estándar. 
• BambooFill: BambooFill está compuesto por un 80% de filamento PLA biodegradable y un 20% de fibras de bambú recicladas. BambooFill proporciona una sensación ligera, resistente y similar al bambú que podría utilizarse para muchas aplicaciones de impresión 3D.
• WoodFill: Los filamentos con base de madera suelen ser un compuesto que combina un material base de PLA con polvo de madera, corcho y otros derivados de la madera en polvo. Normalmente, el filamento se compone de un 30% de partículas de madera.
• Pulpa de papel: La pulpa de papel se mezcla con un aglutinante natural para la impresión 3D. Esa solución de pulpa ligeramente viscosa se bombea a través de un tubo y luego se deposita en el lecho de impresión, como en cualquier otra impresora 3D.
• Filamentos vegetales: Recientemente se han desarrollado muchos filamentos a base de plantas, incluidos materiales a base de soja, algas y algas marinas.

Existen dos tipos básicos de plásticos: los termoestables y los termoplásticos. Los termoplásticos pueden fundirse y reformarse. Los termoplásticos no forman enlaces químicos al curarse, lo que los hace moldeables de nuevo y reciclables. Los plásticos termoestables se curan mediante procesos de fotopolimerización con luz ultravioleta. Una vez solidificados, los termoestables no pueden fundirse ni volver a moldearse por calentamiento. Los termoestables se fortalecen al curarse, pero forman enlaces químicos que hacen imposible volver a fundirlos. El sector de la impresión 3D está en transición hacia un mayor uso de termoplásticos y otros materiales reciclables.

Materiales termoestables:

• Melamina
• Epoxi
• Poliéster
• Silicona
• Urea-formaldehído
• Poliuretano
• Politetrafluoroetileno (PTFE)
• Fluoruro de polivinilideno (PVDF)

Materiales termoplásticos:

• ABS
• Acrílico (PMMA)
• Cloruro de polivinilo (PVC)
• Nilón
• Polipropileno (PP)
• Policarbonato (PC)
• Acetal Copolímero Polioximetileno (POM-C)
• Acetal homopolímero Polioximetileno (POM-H)

La impresión 3D es una tecnología revolucionaria que tiene el potencial de revolucionar muchas industrias. A medida que la impresión 3D avanza, cada vez es más posible imprimir objetos a partir de materiales reciclados, como plásticos, materiales de construcción y otros. El uso de materiales reciclados para la impresión 3D es una excelente forma de reducir los residuos y el impacto medioambiental, al tiempo que se crean objetos únicos y personalizados.

Los plásticos reciclados son algunos de los materiales más populares utilizados para la impresión 3D. Muchas empresas ofrecen ahora servicios de impresión 3D que utilizan plásticos reciclados para crear objetos personalizados. Esta es una buena forma de reducir la cantidad de residuos plásticos en los vertederos sin dejar de crear objetos personalizados. Los materiales de construcción como el hormigón y la madera también pueden utilizarse para la impresión 3D. Hay empresas que ofrecen servicios de impresión 3D que utilizan materiales de construcción reciclados para crear objetos personalizados. Es una forma estupenda de utilizar materiales que de otro modo se tirarían a la basura y, al mismo tiempo, crear objetos únicos.

Además de plásticos y materiales de construcción, otros materiales, como metales, productos de madera y materiales vegetales, también pueden utilizarse para la impresión 3D. En general, la impresión 3D a partir de materiales reciclados es una excelente forma de reducir los residuos y el impacto medioambiental, al tiempo que se crean objetos únicos y personalizados. A medida que la impresión 3D avanza, las posibilidades son infinitas.

Las impresiones 3D fallidas representan más del 80% de los residuos de la impresión 3D. Estos fallos pueden deberse a muchas razones, desde la mala calidad del filamento y los problemas de adherencia del lecho hasta errores de corte y fallos de hardware. La posibilidad de reciclar las impresiones 3D defectuosas es una oportunidad, ya que los dos filamentos más populares de las impresoras 3D, ABS y PLA, no se reciclan en la mayoría de los centros de reciclaje municipales.

El problema es que, según los códigos de identificación de resinas de ASTM International, tanto el ABS como el PLA se clasifican como Tipo 7, u "Otros", que no suelen procesar los programas municipales. Como resultado, no podemos tirar las impresiones defectuosas al contenedor de reciclaje y esperar que sean recicladas.

El filamento de polipropileno (PP) no se utiliza habitualmente para la impresión 3D, ya que su naturaleza semicristalina hace que se deforme considerablemente al enfriarse. Para los pocos valientes que imprimen con PP, se recicla en algunos municipios.

Casi todos los demás tipos de filamentos para impresoras (incluidos el nailon y el policarbonato) también se clasifican como Tipo 7, al igual que el ABS y el PLA, por lo que las plantas típicas de reciclaje de plástico no suelen procesarlos. Por ello, las instalaciones de reciclaje necesitarán recursos adicionales para capturar estos materiales y mejorar la sostenibilidad medioambiental general del sector de la impresión 3D.