SABIC y Local Motors demuestran la reciclabilidad de restos de piezas LFAM

23/06/2021

SABIC y el fabricante de vehículos Local Motors han estudiado la viabilidad del reciclaje de restos del proceso de impresión 3D, con el que buscan mejorar la circularidad de la fabricación aditiva de gran formato (LFAM).

De esta manera, el estudio ha explorado alternativas más sostenibles al depósito en vertedero para los componentes impresos de mayor tamaño, dado el crecimiento de la LFAM. Concretamente, se ha analizado el compuesto reforzado LNP Thermocomp AM de SABIC, utilizado por Local Motors. Así, tras ser impreso, recuperado, triturado y reprocesado en forma de pellets, el estudio ha constatado que el material procedente de residuos y componentes de postproducción tiene potencial para ser reutilizado en LFAM. Además de en otros procesos, como el moldeo por inyección o la extrusión, en cantidades de hasta el cien por cien. Estos resultados pueden ayudar a identificar un camino viable hacia la circularidad de los materiales utilizados en la industria de la LFAM.

Como apunta Walter Thompson, ingeniero jefe de desarrollo de aplicaciones de SABIC, a medida que la fabricación aditiva de gran formato aumenta, es fundamental encontrar alternativas sostenibles a los vertederos para los componentes impresos de mayor tamaño. En este sentido, SABIC y Local Motors han investigado los aspectos prácticos de usar componentes al final de su vida útil y material sobrante, generados por LFAM, una vez triturados mecánicamente. Nuestro estudio demuestra que reutilizar estos materiales tiene un gran potencial, lo que supone un primer paso para apoyar la reutilización dentro de la cadena de valor.

Por su parte, Johnny Scotello, director de Producto Técnico en Local Motors, comenta: Cuando construyes vehículos de próxima generación, tienes que adoptar procesos de fabricación de próxima generación. Por eso, nos enorgullece trabajar con SABIC para hacer que la fabricación aditiva de gran formato sea más sostenible. Aportar valor al material sobrante o a las piezas al final de su vida útil es todo un desafío, pero los resultados de este estudio muestran un gran futuro.

Los residuos grandes LFAM, un problema

Actualmente no existe una cadena de valor que permita recuperar piezas y material sobrante de postproducción de LFAM. Falla la logística a la hora de localizar y transportar los componentes de gran tamaño hasta alguna instalación preparada para su tratamiento y recuperación.

Otro reto que plantea la reutilización de materiales de LFAM y que hay que tener en cuenta; es la potencial degradación que causan los numerosos ciclos térmicos (triturado, repeletización, recompounding, etc) a los que se somete el material. Ya que cada uno de esos procesos térmicos se van acumulando, existe riesgo de que se rompan las cadenas del polímero y se reduzca la longitud de la fibra. Esto afectaría a las prestaciones del material.

El estudio de SABIC y Local Motors

El estudio de SABIC y Local Motors ha analizado propiedades como la imprimibilidad, la productividad y las propiedades mecánicas del material. En el caso de la capacidad de impresión se tomaron seis muestras de compuesto LNP Thermocomp AM con contenido reprocesado del 0%, 15%, 25%, 50%, 75% y 100%. Se controlaron los cambios de productividad y de índice de fluidez que sufrían las muestras en la máquina Big Area Additive Manufacturing de Cincinnati Inc. Con cada muestra se imprimió un hexágono de pared única. Todas las muestras se imprimieron bien, con una superficie lisa y brillante y capas rectas y uniformes que no plantearon problemas de fluidez de material.

Por lo que respecta al análisis de las propiedades mecánicas, se recortaron partes de cada una de las piezas hexagonales impresas y se comprobó su resistencia a la tracción partiendo del método de ensayo D638 como guía. También se miró su módulo de flexión con un ensayo de flexión a tres puntos conforme a un método ASTM D-790 modificado. Los resultados demostraron propiedades de tracción excelentes en las muestras de los componentes que contenían porcentajes menores de material reciclado molido; y solo reducciones incrementales en las muestras que incluían mayores porcentajes de ese material. La muestra con el 100% de material reciclado molido experimentó una reducción del 20% en las propiedades de tracción en la dirección X; y del 15% en la dirección Z. Esa misma tendencia gradual se observó para las propiedades de flexión. También en la muestra del 100%, el módulo de flexión disminuyó un 14% en la dirección X y un 12% en la dirección Z.

Los ensayos de resistencia a la tracción y flexión dieron como resultado una disminución de la resistencia mecánica; cuanto mayor era el porcentaje de material reciclado molido presente. Este resultado se suele dar también en el uso de material reciclado de otros procesos como el moldeo por inyección y la extrusión.

Mucho aún por hacer

El estudio deja claro que es posible reciclar los componentes y las rebabas postindustriales de la LFAM. Tanto los materiales sobrantes postindustriales como los de post consumo ofrecen potencial de reutilización. Sin embargo, tanto SABIC como Local Motors son conscientes de que aún quedan temas por resolver antes de que el proceso sea viable. Y de que será necesario un gran esfuerzo del sector de la LFAM para fijar un método económico de recuperar el material de desecho.

*Para más información: www.sabic.com

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23.06.2021