{pt_PT=Recycling plastic waste for 3D Printing filament by extrusion processing} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O galopante aumento da produção de plásticos nas últimas décadas resultou num problema global de gestão de resíduos e consequente crise ambiental. Concomitantemente, tem sido notória a evolução e adopção de tecnologias de fabrico aditivo para uso pessoal até larga escala industrial. A tecnologia de impressão 3D (3DP) com materiais plásticos mais comum é a chamada FDM. A única matéria prima necessária para a produção de qualquer produto é o filamento plástico. Assim, esta tecnologia representa grande potencial para a mitigação da crise de gestão de resíduos: transformação de resíduos plásticos em filamento de 3DP, fomentando a economia circular dos mesmos. Apesar do polipropileno (PP) ser um dos plásticos com maior produção global, o seu uso em 3DP é reduzido. Neste contexto, este trabalho tem como objectivos: estudar a extrusão, caracterização e potencial para impressão usando PP proveniente de uma empresa de tratamento de resíduos (rPP); comparar as características do rPP com as de filamento PP comercial (vPP) para melhorar o rPP. O rPP foi separado por densidade. Seguiu-se a caracterização reológica, térmica e química de rPP e vPP. Procedeu-se à extrusão de rPP, caracterização do filamento obtido e ensaios de tracção. Verificou-se que rPP tem valores superiores de aditivos inorgânicos (3.7% vs 0.2%) e melt flow rate (11.1 vs 4.5g/10min, 200oC). Constatou-se que rPP tem maior rigidez. A discrepância notável é a diferença na deformação de ruptura e rácio de deformações (ef/ey): 4.1%, 8.4 para rPP; 848%, 675 para vPP. Não se obteve filamento adequado a 3DP., en=The excess of plastic waste and its mismanagement due to an ever-increasing production volume worldwide have led to a serious environmental crisis. Concurrently, additive manufacturing has gained considerable adoption from hobbyists up to industrial scale. The most widespread 3D printing (3DP) technology for plastics is Fused Deposition Modelling. The only raw material required is plastic filament. This presents a great potential for mitigating the waste management crisis: repurposing plastic waste into 3DP filament, bolstering circular economy. Polypropylene (PP) is one of the most produced plastics albeit little used in 3DP. In this context, this research aims to: (1) study filament extrusion processing, printability and characterisation of PP sourced from a waste management facility (rPP) and (2) compare the characteristics of rPP to those of commercial PP filament (vPP) to understand how to optimize filament processing. Initially, the material was separated by density and dried with varying parameters. This was followed by rheological, thermal and chemical characterisation of rPP and vPP. Filament extrusion was then tested to obtain optimal parameters followed by the same characterisation techniques. Tensile tests were performed with rPP and vPP for comparison. It was shown that rPP had higher content of inorganic additives (3.7% vs 0.2%) and melt flow rate (11.1 vs 4.5 g/10min at 200oC) compared to vPP. Mechanically, rPP showed higher rigidity but the noteworthy difference was the strain at failure and strain ratio (ef/ey): 4.1% and 8.4 for rPP, 848% and 675 for vPP. Finally, rPP filament suitable for 3DP was not achieved.}

Discussão: setembro 16, 2021, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

António Saldanha Santos Barreiros Cardoso (ist169947)

ORIENTADOR

Ana Isabel Cerqueira de Sousa Gouveia Carvalho

Departamento de Engenharia e Gestão (DEG)

Professor Associado