Papier to materiał, którego używamy na co dzień. I wyrzucaj to codziennie. Kartony, tacki na jajka, miliony arkuszy gazet reklamowych i czasopism. Część tego papieru jest poddawana recyklingowi, a część jest wysyłana na wysypiska śmieci.
Mistrz postanowił spróbować poddać papier recyklingowi dom warunki i wytwarzanie obiektów objętościowych z tego papieru. Mistrz uważa, że celuloza formowana w 3D ma dwie główne zalety: może być zamiennikiem plastiku i może być wykonana z produktów papierowych z ostatniego cyklu, których nie można już przetwarzać tradycyjnymi metodami.
Narzędzia i materiały:
Drukarka 3D;
- Niszczarka papieru (opcja);
- nożyczki;
-Wagi;
-Blender;
-Marl;
Imadło;
-Różny papier, karton itp.;
-PVA;
- Ryc. Lub skrobia kukurydziana;
-Woda;
Krok pierwszy: pleśnie
Pierwszym krokiem do recyklingu papieru do nowej formy jest utworzenie formularza. W tej sekcji kreator opowie o swoich formach i jak je tworzyć.
W swojej pracy wykorzystywał trójskładnikowy system drukowania 3D do tworzenia większości formowanej masy celulozowej.
Baza
Rama o prostych ścianach, która jest prostopadła do podstawy
Prasa - ruchomy element wciskany w ścianę i zagęszczający miazgę papierową
Wszystkie pliki STL formy są dostępne do pobrania na dole tego kroku i wewnątrz Thingiverse.
Dostępne są tam następujące pliki:
Uchwyt na kubek 60 mm (coasterMold1 / 2.STL)
Sześcian 25 mm (podstawa / podstawa / podstawa / kostka.STL)
Trójkąt (Mesh_base / Mesh_frame / Mesh_press.STL)
Wave (Box_base / Box_frame / Box_Sine_press.STL)
Mt. Mapa topograficzna San Antonio (Box_base / frame / Box_terrain_press.STL)
Dish (Dish_Base / Dish_Wall / Dish_Press.STL)
Taca na biurko (Tray_Base / Tray_Wall / Tray_Press.STL)
Przy pierwszej próbie formowania masy celulozowej zaleca się rozpoczęcie od sześcianu o grubości 25 mm.
Części formy muszą wytrzymywać silny nacisk. W związku z tym musisz skonfigurować drukowanie.
Jeśli zamierzasz wykonać swoje formy, musisz wziąć pod uwagę następujące kwestie:
Pomiędzy ściankami ramy a prasą powinna być niewielka szczelina 0,4-0,5 mm.
Obecność kołków łączących jest obowiązkowa.
Otwory spustowe są konieczne tylko w formach o dużej powierzchni podstawy. Ich średnica wynosi 1-1,5 mm.
Krok drugi: papier
Prawie każdy papier wykona:
karton
biały papier
gazeta
pudełka do pakowania
tacki na jajka
Jedyny papier, który nie pasuje, to papier błyszczący i papier powlekany. Możesz mieszać różne rodzaje papieru.
Papier należy pociąć na małe paski lub kawałki. Niszczarka do papieru doskonale nadaje się do tektury i arkuszy papieru. Jeśli nie ma niszczarki, możesz użyć nożyczek. Rozmiar kawałków nie powinien przekraczać 2,5 cm.
Krok trzeci: materiał wiążący
Teraz musisz wybrać materiał wiążący (klej), aby utrzymać razem utworzoną masę papierową. Materiał wiążący zwiększa wytrzymałość końcowego obiektu i zapobiega rozkładowi materiału podczas suszenia. Musi być rozpuszczalny w wodzie do mieszania z celulozą i impregnowania włókien papieru. Mistrz przeprowadził eksperymenty z trzema rodzajami spoiwa: klejem PVA, pastą ryżową i skrobią kukurydzianą.
Oto zalety i wady każdego z nich:
Klej PVA
Plusy: jest najsilniejszym spoiwem, łatwo go uzyskać
Wady: to jest chemia
Pasta ryżowa
Plusy: materiał organiczny
Wady: świetny czas impregnacji
Skrobia kukurydziana
Plusy: materiał organiczny
Wady: słaby efekt wiązania, do gotowania należy stosować wrzącą wodę
Dla początkujących klej PVA jest najłatwiejszy w użyciu. Mistrz działa głównie z pastą ryżową, ponieważ jest silnym spoiwem i materiałem organicznym.
Przepis na zrobienie pasty ryżowej.
Weź biały ryż. Dusić ciągle mieszając, aż do uzyskania jednorodnej masy.
Jeśli ugotowałeś więcej niż potrzebujesz, pozostałą masę można zaoszczędzić, dodając do niej olej z goździków.
Krok czwarty: Losuj
Trudno jest przewidzieć, ile papieru jest potrzebne. Gęstość włókien papieru może się różnić w zależności od geometrii kształtu. Oczywiście lepiej jest zrobić więcej masy formierskiej. Oto przybliżony skład masy do formowania szczegółów dotyczących praw autorskich:
Taca: 60 g
Dysk: 10g
Danie: 40 g
Fala: 35 g
Trójkąt: 25g
Karta: 25g
Kostka: zależy od wysokości
Stosunek papieru do materiału wiążącego:
Klej PVA: 30 g papieru: 25 łyżek stołowych
Pasta ryżowa: 30 g papieru: 2 łyżki stołowe
Skrobia kukurydziana: 40 g papieru: 2 łyżki stołowe
Mistrz miksowania produkuje w blenderze. Ostatnim składnikiem jest woda. Celem jest przekształcenie papieru i spoiwa w jednorodną mieszaninę z minimalną ilością wody. Ciągle dodawaj niewielką ilość wody do blendera i uruchamiaj, aż masa będzie gładka.
Po wymieszaniu ściśnij powstałą masę. Mistrz robi to, owijając ją gazą. Powstały materiał powinien wyglądać jak mokra glina.
Krok piąty: Formowanie
Zamontuj podstawę formy i ramy. Wzmocnienie formy za pomocą zacisków zapobiegnie zginaniu i deformacji.
Wypełnij formularz przygotowaną masą. Pozostaw trochę miejsca na górze formularza. Włóż prasę do formy i upewnij się, że jest ona zgodna ze ścianą.
Umieść cały zespół w imadle i przekręć je. Konieczne jest dokręcenie imadła, aż się zatrzyma.
Krok szósty: wysuszyć
Po około dniu możesz usunąć pleśń z imadła i ostrożnie usunąć prasę z formy. Następnie musisz pozostawić formę do wyschnięcia. Formowana masa papiernicza kurczy się po wysuszeniu, dzięki czemu stopniowo odrywa się od ścianek formy. Gdy tylko stanie się sucha i trudna w dotyku, możesz wypchnąć przedmiot uformowany z papieru. Do pchania możesz użyć prasy.
Aby przyspieszyć suszenie, możesz umieścić przedmiot pod wentylatorem.
Siódmy krok: przetwarzanie
Teraz możesz przetwarzać powstały obiekt, obrabiać krawędzie, wiercić, w razie potrzeby otwory, szlifować itp.
Krok ósmy: Wynik
Ostateczna formowana celuloza na powierzchni przypomina papier, ale jego objętość nadaje mu wrażenie drewna. Jest bardzo twardy i bardzo podobny do plastiku.Zachowuje kolor papieru, z którego został wykonany, ale ciemnieje w miejscach poddanych silnej presji. Ogólnie rzecz biorąc, sztukateria wygląda prawie jak marmur, szczególnie z białego papieru / gazety.
Chociaż mistrz nie przetestował wytrzymałości tego materiału, mówi, że materiał jest zaskakująco trwały. Żadnej formy nie można złamać ręcznie. Potrzeba było kilku uderzeń młotem, aby spowodować znaczne uszkodzenie naczynia.
Jak wspomniano wcześniej, formowany papier odkształca się po wysuszeniu. Materiał rozszerza się wzdłuż osi prasowania i jest ściskany wzdłuż dwóch innych osi. Współczynnik kompresji zależy od tego, jak szczelnie zamknięte są włókna papieru, co będzie zależeć od geometrii kształtu. Silniejsze zagęszczanie pleśni i dodatek celulozy zmniejszy kurczliwość.
Ponieważ przedmioty są wykonane z papieru i kleju rozpuszczalnego w wodzie, oczywiste jest, że nie są one wodoodporne. Moczenie w wodzie szybko prowadzi do ich zniszczenia.
Formowana celuloza musi dobrze rozkładać się w środowisku naturalnym, co czyni ją dobrym substytutem plastiku w niektórych środowiskach nie wilgotnych.
Krok dziesiąty: Kilka pytań do dalszego wykorzystania
Kreator nie ukończył jeszcze pracy nad tym projektem. W przyszłości chce wypracować następujące pytania.
Zbadaj problem kompostowania produktów wykonanych z takiego materiału. W jakim okresie będzie miał miejsce proces całkowitego rozkładu celulozy.
Spróbuj rozwiązać proces mieszania bez użycia wody.
Znajdź rozwiązanie dla ochrony przed wilgocią, przy jednoczesnym zachowaniu przyjazności dla środowiska dla materiału.
Spróbuj wykonać duże bloki i spróbuj je przetworzyć za pomocą maszyn CNC.
Wykonaj prasę hydrauliczną, aby wymienić imadło.
Kolejne pytanie, czy możliwe jest użycie materiału z odpowiednimi dodatkami jako materiałów eksploatacyjnych do drukarki 3D? Oczywiście nie będzie to ten sam ekologiczny materiał, ale o rząd wielkości lepszy niż plastik.
