Stampa 3D e materiali riciclati

L'industria della stampa 3D utilizza una varietà di materiali, ma si stima che meno del 10% di questi materiali sia attualmente riciclato. Esistono materiali riciclabili da utilizzare nella stampa 3D, soprattutto termoplastici. L'industria della stampa 3D ha l'opportunità di diventare ancora più sostenibile: si prevede che il 40-60% degli oggetti stampati in 3D possa essere riciclato. 

In questo articolo si parla di stampa 3D e materiali riciclati, filamenti ecologici e stampa 3D da materiali riciclati. .......

Il filamento di stampa 3D ecologico è realizzato con materiali sostenibili. Questi materiali sono biodegradabili e non richiedono l'uso di sostanze chimiche pericolose. Inoltre, sono rinnovabili e possono essere riciclati. Questi filamenti riciclabili includono:

• PLA (acido polilattico): Il PLA è una bioplastica derivata da risorse rinnovabili come amido di mais, canna da zucchero e radici di tapioca. È un materiale riciclabile che può essere scomposto e riutilizzato.
• PETG (polietilene tereftalato modificato con glicole): Il PETG è un materiale termoplastico riciclabile che può essere riciclato in nuovi filamenti, il che lo rende una scelta eccellente per la stampa 3D ecologica.
• PC-ABS (policarbonato-acrilonitrile butadiene stirene): Il PC-ABS è una miscela riciclabile di due plastiche, ABS e policarbonato. È un materiale ecologico e resistente che può essere riciclato.
• Nylon: Il nylon è una termoplastica riciclabile con un elevato rapporto resistenza/peso. È comunemente usato per la stampa 3D perché è resistente e leggero.
• HIPS (polistirene ad alto impatto): L'HIPS è un materiale termoplastico amorfo utilizzato nelle applicazioni a basso calore. È classificato come materiale standard e offre facilità di lavorazione, elevata resistenza e rigidità.
• PP (polipropilene): Il polipropilene (PP) è uno dei materiali termoplastici più utilizzati al mondo. 
• PVA (Alcool polivinilico): Il poli è un polimero sintetico solubile in acqua. Ha la formula idealizzata [CH₂CH]ₙ. È utilizzato nella fabbricazione della carta, nell'apprettatura degli orditi tessili e come addensante e stabilizzatore di emulsioni nella stampa 3D.
• TPU (poliuretano termoplastico): Il poliuretano termoplastico (TPU) è un elastomero termoplastico lavorabile per fusione con elevata durata e flessibilità. Possiede le caratteristiche sia della plastica che della gomma e quindi presenta proprietà quali durata, flessibilità ed eccellente resistenza alla trazione.
• Filamenti a base metallica: I filamenti a base di metallo contengono polvere di metallo finemente macinata, come rame, bronzo, ottone e acciaio inossidabile. La percentuale di polvere di metallo infusa in ciascun filamento può variare. La polvere di metallo rende il filamento molto più pesante e spesso più robusto delle plastiche standard. 
• BambooFill: BambooFill è composto per l'80% da filamento PLA biodegradabile e per il 20% da fibre di bambù riciclate. Il BambooFill offre una sensazione di leggerezza e robustezza simile a quella del bambù, che può essere utilizzata per molte applicazioni di stampa 3D.
• WoodFill: i filamenti a base di legno sono in genere un composito che combina un materiale di base PLA con polvere di legno, sughero e altri derivati del legno in polvere. In genere, il filamento è composto da circa il 30% di particelle di legno.
• Pasta di carta: La pasta di carta viene mescolata con un legante naturale per la stampa 3D. Questa soluzione leggermente viscosa viene pompata attraverso un tubo e poi depositata sul letto di stampa, come in qualsiasi altra stampante 3D.
• Filamenti a base vegetale: Recentemente sono stati sviluppati molti filamenti a base vegetale, tra cui materiali a base di soia, alghe e alghe.

Esistono due tipi fondamentali di plastica: i termoindurenti e i termoplastici. I termoplastici possono essere fusi e riformati. I termoplastici non formano legami chimici durante la polimerizzazione, il che li rende rimodellabili e riciclabili. Le plastiche termoindurenti sono polimerizzate attraverso processi di fotopolimerizzazione con luce ultravioletta. Una volta solidificati, i termoindurenti non possono essere fusi e rimodellati mediante riscaldamento. I termoindurenti si rafforzano quando vengono polimerizzati, ma formano legami chimici che li rendono impossibili da rifondere. Il settore della stampa 3D si sta orientando verso una maggiore quantità di materiali termoplastici e altri materiali riciclabili.

Materiali termoindurenti:

• Melamina
• Epossidico
• Poliestere
• Silicone
• Urea-formaldeide
• Poliuretano
• Politetrafluoroetilene (PTFE)
• Fluoruro di polivinilidene (PVDF)

Materiali termoplastici:

• ABS
• Acrilico (PMMA)
• Cloruro di polivinile (PVC)
• Nylon
• Polipropilene (PP)
• Policarbonato (PC)
• Copolimero di acetale Poliossimetilene (POM-C)
• Omopolimero di acetale Poliossimetilene (POM-H)

La stampa 3D è una tecnologia rivoluzionaria che ha il potenziale per rivoluzionare molti settori. Man mano che la stampa 3D diventa più avanzata, è sempre più possibile stampare oggetti da materiali riciclati, come plastica, materiali da costruzione e altro. L'utilizzo di materiali riciclati per la stampa 3D è un ottimo modo per ridurre i rifiuti e l'impatto ambientale, creando al contempo oggetti unici e personalizzati.

Le plastiche riciclate sono tra i materiali più utilizzati per la stampa 3D. Molte aziende offrono oggi servizi di stampa 3D che utilizzano plastiche riciclate per creare oggetti personalizzati. Questo è un ottimo modo per ridurre la quantità di rifiuti plastici nelle discariche, pur creando oggetti personalizzati. Anche materiali da costruzione come il cemento e il legno possono essere utilizzati per la stampa 3D. Le aziende offrono servizi di stampa 3D che utilizzano materiali edili riciclati per creare oggetti personalizzati. Si tratta di un ottimo modo per utilizzare materiali che altrimenti verrebbero buttati via, creando comunque oggetti unici.

Oltre alla plastica e ai materiali da costruzione, per la stampa 3D si possono utilizzare anche altri materiali, come metalli, prodotti in legno e materiali di origine vegetale. In generale, la stampa 3D da materiali riciclati è un ottimo modo per ridurre i rifiuti e l'impatto ambientale, creando al contempo oggetti unici e personalizzati. Con l'avanzare della stampa 3D, le possibilità sono infinite.

Le stampe 3D fallite rappresentano oltre l'80% dei rifiuti di stampa 3D. Questi fallimenti possono essere causati da molte ragioni: da problemi di scarsa qualità del filamento e di adesione al letto, a errori di slicing e guasti hardware. La riciclabilità delle stampe 3D fallite rappresenta un'opportunità, poiché i due filamenti più diffusi per le stampanti 3D, ABS e PLA, non vengono riciclati dalla maggior parte dei centri di riciclaggio comunali.

Il problema è che, in base ai codici internazionali di identificazione delle resine ASTM, sia l'ABS che il PLA sono classificati come tipo 7, o "altro", che in genere non viene trattato dai programmi comunali. Di conseguenza, non possiamo gettare le stampe fallate nel bidone della raccolta differenziata e aspettarci che vengano riciclate.

Il filamento di polipropilene (PP) non è comunemente usato per la stampa 3D perché la sua natura semicristallina lo fa deformare in modo significativo durante il raffreddamento. Per i pochi coraggiosi che stampano con il PP, viene riciclato in alcuni comuni.

Quasi tutti gli altri tipi di filamenti per stampanti (compresi il nylon e il policarbonato) sono classificati come tipo 7, come l'ABS e il PLA, quindi i tipici impianti di riciclaggio della plastica non li trattano. Per questo motivo, gli impianti di riciclaggio richiederanno ulteriori risorse per catturare questi materiali e migliorare la sostenibilità ambientale complessiva del settore della stampa 3D.