Principio de biodegradación del material PLA
El PLA (ácido poliláctico) es un material de base biológica derivado de recursos renovables (como almidón de maíz, caña de azúcar) y los microorganismos pueden degradarlo completamente en dióxido de carbono y agua en condiciones ambientales específicas. El proceso de degradación del PLA debe llevarse a cabo en condiciones de compostaje industrial (temperatura 58-60°C, humedad 50-60%), y la degradación suele completarse en un plazo de 2 a 6 meses. En el entorno natural (suelo, agua de mar), el PLA se degrada lentamente y tarda varios años. El requisito previo para la degradación del PLA es que el material se someta primero a hidrólisis para reducir el peso molecular a un rango que pueda ser utilizado por los microorganismos. La cristalinidad y la estructura molecular del material afectarán la velocidad de degradación, y las regiones amorfas se degradarán más rápido que las regiones cristalinas.
Propiedades del material del PLA en la impresión 3D
El PLA es uno de los materiales más utilizados para la impresión FDM, con buen rendimiento de impresión y baja contracción. La temperatura de transición vítrea del PLA es de aproximadamente 60 °C y la temperatura de fusión está en el rango de 150-160 °C. Se recomienda establecer la temperatura de impresión entre 190 y 220 °C y la velocidad de impresión se puede ajustar dentro del rango de 40 a 80 mm/s. La resistencia a la tracción del PLA es de 50 a 70 MPa y la resistencia a la flexión es de 80 a 100 MPa, pero la resistencia al impacto es baja y frágil. El PLA tiene una resistencia al calor limitada y no es adecuado para aplicaciones en entornos de alta temperatura. Los materiales deben almacenarse para evitar la humedad. El PLA afectado por la humedad producirá burbujas y hilos durante la impresión.
Evaluación del respeto al medio ambiente y análisis del ciclo de vida
El respeto al medio ambiente del PLA debe evaluarse desde la perspectiva de todo el ciclo de vida. En la etapa de materia prima, el PLA se deriva de cultivos renovables, lo que puede reducir el consumo de recursos fósiles en comparación con los plásticos a base de petróleo. Durante la etapa de producción, el consumo de energía de fabricación y las emisiones de carbono del PLA son menores que los de los plásticos tradicionales. En la etapa de uso, los productos PLA pueden satisfacer la mayoría de las necesidades de las aplicaciones. En la etapa de residuos, el PLA se puede reciclar mediante compostaje industrial para evitar la contaminación blanca. Pero los beneficios ambientales del PLA dependen de la eliminación adecuada de los desechos, y mezclarlo con los flujos tradicionales de reciclaje de plástico puede causar contaminación. Las actividades agrícolas para cultivar materia prima de PLA también pueden crear problemas de uso de la tierra y consumo de agua.
Escenarios de aplicaciones industriales y perspectivas de mercado
PLA tiene aplicaciones maduras en múltiples campos industriales. En el campo del embalaje, se utiliza para artículos desechables como cajas de embalaje de alimentos, vasos para bebidas y bolsas de la compra. En el campo médico, se utiliza para suturas absorbibles, portadores de fármacos de liberación sostenida, andamios de ingeniería de tejidos, etc. En el campo de los bienes de consumo, se utiliza en juguetes, artículos de papelería, decoraciones, etc. En el campo de la impresión 3D, el PLA es el material elegido para la creación de prototipos y aplicaciones educativas. A medida que las regulaciones de protección ambiental se vuelven más estrictas y aumenta la conciencia de los consumidores sobre la protección ambiental, la demanda del mercado de PLA continúa creciendo. La innovación tecnológica se centra en mejorar la resistencia al calor y la dureza del PLA y ampliar su aplicación en el campo de la ingeniería.
Estrategias y prácticas de fabricación sostenible
El uso de materiales PLA para practicar la fabricación sostenible requiere establecer un sistema completo de reciclaje de recursos. El primero es la adquisición de materiales, eligiendo proveedores certificados de materiales de base biológica. El segundo paso es la optimización de la producción, reduciendo el desperdicio de material y mejorando la tasa de éxito de la impresión y la utilización del material. El tercero es la gestión de residuos, donde los residuos de impresión y los materiales de soporte se clasifican, recogen y envían a instalaciones de compostaje industrial para su procesamiento. El cuarto es el diseño de producto. Considere los escenarios de uso y los métodos de eliminación del producto, y dé prioridad al diseño de estructuras que sean fáciles de degradar. El quinto es la colaboración en la cadena de suministro, construyendo una red de reciclaje de bioplásticos con empresas upstream y downstream.
Envíe un modelo, plano, imagen o notas por escrito. Los ingenieros revisarán el material, el proceso, el acabado y la entrega según el uso real.