Impression 3D et matériaux recyclés

L'industrie de l'impression 3D utilise une grande variété de matériaux, mais on estime que moins de 10 % de ces matériaux sont actuellement recyclés. Il existe des matériaux recyclables pour l'impression 3D, principalement des thermoplastiques. L'industrie de l'impression 3D a la possibilité de devenir encore plus durable, avec des projections selon lesquelles 40 à 60 % des articles imprimés en 3D peuvent être recyclés. 

Cet article traite de l'impression 3D et des matériaux recyclés, des filaments écologiques et de l'impression 3D à partir de matériaux recyclés. .......

Le filament d'impression 3D écologique est fabriqué à partir de matériaux durables. Ces matériaux sont biodégradables et ne nécessitent pas l'utilisation de produits chimiques dangereux. En outre, ils sont également renouvelables et peuvent être recyclés. Ces filaments recyclables comprennent :

• PLA (acide polylactique) : Le PLA est un bioplastique dérivé de ressources renouvelables comme l'amidon de maïs, la canne à sucre et les racines de tapioca. C'est un matériau recyclable qui peut être décomposé et réutilisé.
• PETG (Polyéthylène Téréphtalate Modifié au Glycol) : Le PETG est un thermoplastique recyclable qui peut être recyclé en nouveaux filaments, ce qui en fait un excellent choix pour l'impression 3D écologique.
• PC-ABS (Polycarbonate-acrylonitrile butadiène styrène) : Le PC-ABS est un mélange recyclable de deux plastiques, l'ABS et le polycarbonate. C'est un matériau écologique et durable qui peut être recyclé.
• Nylon : Le nylon est un thermoplastique recyclable qui présente un rapport résistance/poids élevé. Il est couramment utilisé pour l'impression 3D car il est solide et léger.
• HIPS (polystyrène à haut impact) : Le HIPS est un matériau thermoplastique amorphe utilisé dans les applications à faible température. Il est classé dans la catégorie des matériaux standard et offre une facilité de traitement, une résistance et une rigidité élevées.
• PP (polypropylène) : Le polypropylène (PP) est l'un des thermoplastiques les plus utilisés dans le monde. 
• PVA (Alcool polyvinylique) : Le poly est un polymère synthétique soluble dans l'eau. Il a la formule idéalisée [CH₂CH]ₙ. Il est utilisé dans la fabrication du papier, l'encollage des chaînes textiles, et comme épaississant et stabilisateur d'émulsion dans l'impression 3D.
• TPU (polyuréthane thermoplastique) : Le polyuréthane thermoplastique (TPU) est un élastomère thermoplastique transformable par fusion qui présente une durabilité et une flexibilité élevées. Il possède les caractéristiques à la fois du plastique et du caoutchouc et présente donc des propriétés telles que la durabilité, la flexibilité et une excellente résistance à la traction.
• Filaments à base de métal : Les filaments à base de métal contiennent de la poudre métallique finement moulue, comme le cuivre, le bronze, le laiton et l'acier inoxydable. Le pourcentage de poudre métallique infusé dans chaque filament peut varier. Cette poudre métallique rend le filament beaucoup plus lourd et souvent plus robuste que les plastiques standard. 
• BambooFill : BambooFill est composé de 80 % de filaments PLA biodégradables et de 20 % de fibres de bambou recyclées. BambooFill offre une sensation de légèreté, de robustesse et de ressemblance avec le bambou qui pourrait être utilisée pour de nombreuses applications d'impression 3D.
• WoodFill : Les filaments à base de bois sont généralement un composite qui combine un matériau de base PLA avec de la poussière de bois, du liège et d'autres dérivés du bois en poudre. En général, le filament est composé d'environ 30 % de particules de bois.
• Pâte à papier : La pâte à papier est mélangée à un liant naturel pour l'impression 3D. Cette solution de pâte légèrement visqueuse est pompée dans un tube puis déposée sur le lit d'impression, comme pour toute autre imprimante 3D.
• Filaments à base de plantes : De nombreux filaments à base de plantes ont été récemment développés, notamment des matériaux à base de soja, d'algues et d'algues marines.

Il existe deux types fondamentaux de plastiques, les thermodurcissables et les thermoplastiques. Les thermoplastiques peuvent être fondus et reformés. Les thermoplastiques ne forment pas de liaisons chimiques lors du durcissement, ce qui fait qu'ils peuvent être remoulés et recyclés. Les thermodurcissables sont durcis par des procédés de photopolymérisation à l'aide de rayons ultraviolets. Les thermodurcissables ne peuvent pas être fondus et remodelés par chauffage une fois qu'ils sont solidifiés. Les thermodurcissables se renforcent lorsqu'ils sont durcis mais forment des liaisons chimiques qui les rendent impossibles à refondre. Le secteur de l'impression 3D s'oriente vers davantage de thermoplastiques et d'autres matériaux recyclables.

Matériaux thermodurcissables :

• Mélamine
• Epoxy
• Polyester
• Silicone
• Urée-formaldéhyde
• Polyuréthane
• Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
• Fluorure de polyvinylidène (PVDF)

Matériaux thermoplastiques :

• ABS
• Acrylique (PMMA)
• Chlorure de polyvinyle (PVC)
• Nylon
• Polypropylène (PP)
• Polycarbonate (PC)
• Copolymère d'acétal Polyoxyméthylène (POM-C)
• Homopolymère d'acétal Polyoxyméthylène (POM-H)

L'impression 3D est une technologie révolutionnaire qui a le potentiel de bouleverser de nombreuses industries. À mesure que l'impression 3D progresse, il devient de plus en plus possible d'imprimer des objets à partir de matériaux recyclés, tels que des plastiques, des matériaux de construction, etc. L'utilisation de matériaux recyclés pour l'impression 3D est un excellent moyen de réduire les déchets et l'impact environnemental tout en créant des objets uniques et personnalisés.

Les plastiques recyclés font partie des matériaux les plus populaires utilisés pour l'impression 3D. De nombreuses entreprises proposent désormais des services d'impression 3D qui utilisent des plastiques recyclés pour créer des objets personnalisés. C'est un excellent moyen de réduire la quantité de déchets plastiques dans les décharges tout en créant des objets personnalisés. Les matériaux de construction tels que le béton et le bois peuvent également être utilisés pour l'impression 3D. Des entreprises proposent des services d'impression 3D qui utilisent des matériaux de construction recyclés pour créer des objets personnalisés. C'est un excellent moyen d'utiliser des matériaux qui seraient autrement jetés tout en créant des objets uniques.

Outre les plastiques et les matériaux de construction, d'autres matériaux, tels que les métaux, les produits du bois et les matériaux d'origine végétale, peuvent également être utilisés pour l'impression 3D. Globalement, l'impression 3D à partir de matériaux recyclés est un excellent moyen de réduire les déchets et l'impact environnemental tout en créant des objets uniques et personnalisés. À mesure que l'impression 3D se perfectionne, les possibilités sont infinies.

Les impressions 3D ratées représentent plus de 80 % des déchets d'impression 3D. Ces échecs peuvent être dus à de nombreuses raisons, allant d'un filament de mauvaise qualité à des problèmes d'adhérence du lit, en passant par des erreurs de découpage et des défaillances matérielles. La recyclabilité des impressions 3D ratées est une opportunité car les deux filaments les plus populaires des imprimantes 3D, l'ABS et le PLA, ne sont pas recyclés par la plupart des centres de recyclage municipaux.

Le problème est que, selon les codes d'identification des résines de l'ASTM International, l'ABS et le PLA sont classés dans le type 7, ou "autre", qui n'est généralement pas traité par les programmes municipaux. Par conséquent, nous ne pouvons pas jeter les impressions ratées dans le bac de recyclage et espérer qu'elles soient recyclées.

Le filament de polypropylène (PP) n'est pas couramment utilisé pour l'impression 3D car sa nature semi-cristalline le fait se déformer considérablement lors du refroidissement. Pour les quelques courageux qui impriment avec du PP, celui-ci est recyclé dans certaines municipalités.

Presque tous les autres types de filaments pour imprimantes (y compris le nylon et le polycarbonate) sont également classés dans le type 7, comme l'ABS et le PLA, de sorte que les usines de recyclage de plastique typiques ne les traitent généralement pas. Les installations de recyclage auront donc besoin de ressources supplémentaires pour capturer ces matériaux et améliorer la durabilité environnementale globale du secteur de l'impression 3D.