Prinsip biodegradasi bahan PLA
PLA (asid polilaktik) ialah bahan berasaskan bio yang diperoleh daripada sumber boleh diperbaharui (seperti kanji jagung, tebu) dan boleh didegradasi sepenuhnya oleh mikroorganisma kepada karbon dioksida dan air di bawah keadaan persekitaran tertentu. Proses degradasi PLA perlu dijalankan di bawah keadaan pengkomposan industri (suhu 58-60°C, kelembapan 50-60%), dan degradasi biasanya selesai dalam masa 2-6 bulan. Dalam persekitaran semula jadi (tanah, air laut), PLA merosot secara perlahan dan mengambil masa beberapa tahun. Prasyarat untuk degradasi PLA ialah bahan tersebut mula-mula menjalani hidrolisis untuk mengurangkan berat molekul kepada julat yang boleh digunakan oleh mikroorganisma. Kehabluran dan struktur molekul bahan akan mempengaruhi kadar degradasi, dengan kawasan amorfus merosot lebih cepat daripada kawasan kristal.
Sifat bahan PLA dalam cetakan 3D
PLA ialah salah satu bahan yang paling biasa digunakan untuk percetakan FDM, dengan prestasi cetakan yang baik dan pengecutan yang rendah. Suhu peralihan kaca PLA adalah kira-kira 60°C, dan suhu lebur adalah dalam julat 150-160°C. Suhu pencetakan disyorkan untuk ditetapkan pada 190-220°C, dan kelajuan pencetakan boleh dilaraskan dalam julat 40-80mm/s. Kekuatan tegangan PLA ialah 50-70MPa dan kekuatan lenturan ialah 80-100MPa, tetapi kekuatan hentaman adalah rendah dan rapuh. PLA mempunyai rintangan haba yang terhad dan tidak sesuai untuk aplikasi persekitaran suhu tinggi. Bahan mesti disimpan untuk mengelakkan kelembapan. PLA yang terjejas lembapan akan menghasilkan buih dan rentetan semasa mencetak.
Penilaian kemesraan alam sekitar dan analisis kitaran hayat
Keramahan alam sekitar PLA perlu dinilai dari perspektif keseluruhan kitaran hayat. Pada peringkat bahan mentah, PLA diperoleh daripada tanaman boleh diperbaharui, yang boleh mengurangkan penggunaan sumber fosil berbanding plastik berasaskan petroleum. Semasa peringkat pengeluaran, penggunaan tenaga pembuatan PLA dan pelepasan karbon adalah lebih rendah daripada plastik tradisional. Dalam peringkat penggunaan, produk PLA boleh memenuhi kebanyakan keperluan aplikasi. Dalam peringkat sisa, PLA boleh dikitar semula melalui pengkomposan industri untuk mengelakkan pencemaran putih. Tetapi faedah alam sekitar PLA bergantung pada pelupusan sisa yang betul, dan mencampurkannya ke dalam aliran kitar semula plastik tradisional boleh menyebabkan pencemaran. Aktiviti pertanian untuk menanam bahan mentah PLA juga boleh mewujudkan isu penggunaan tanah dan penggunaan air.
Senario aplikasi industri dan prospek pasaran
PLA mempunyai aplikasi matang dalam pelbagai bidang perindustrian. Dalam bidang pembungkusan, ia digunakan untuk barangan pakai buang seperti kotak pembungkus makanan, cawan minuman, dan beg membeli-belah. Dalam bidang perubatan, ia digunakan untuk jahitan yang boleh diserap, pembawa pelepasan tertahan ubat, perancah kejuruteraan tisu, dan lain-lain. Dalam bidang barangan pengguna, ia digunakan dalam mainan, alat tulis, hiasan, dll. Dalam bidang percetakan 3D, PLA ialah bahan pilihan untuk aplikasi prototaip dan pendidikan. Apabila peraturan perlindungan alam sekitar menjadi lebih ketat dan kesedaran pengguna terhadap perlindungan alam sekitar meningkat, permintaan pasaran untuk PLA terus berkembang. Inovasi teknologi menumpukan pada meningkatkan rintangan haba dan keliatan PLA dan mengembangkan aplikasinya dalam bidang kejuruteraan.
Strategi dan amalan pembuatan mampan
Menggunakan bahan PLA untuk mengamalkan pembuatan mampan memerlukan mewujudkan sistem kitar semula sumber yang lengkap. Yang pertama ialah perolehan bahan, memilih pembekal bahan berasaskan bio yang disahkan. Langkah kedua ialah pengoptimuman pengeluaran, mengurangkan sisa bahan dan meningkatkan kadar kejayaan percetakan dan penggunaan bahan. Yang ketiga ialah pengurusan sisa, di mana sisa cetakan dan bahan sokongan diisih dan dikumpulkan dan dihantar ke kemudahan pengkomposan industri untuk diproses. Yang keempat ialah reka bentuk produk. Pertimbangkan senario penggunaan dan kaedah pelupusan produk, dan beri keutamaan kepada mereka bentuk struktur yang mudah rosak. Yang kelima ialah kerjasama rantaian bekalan, membina rangkaian kitar semula bioplastik dengan perusahaan huluan dan hiliran.
Hantar model, lukisan, imej atau nota bertulis. Jurutera akan menyemak bahan, proses, penyempurnaan dan penghantaran berdasarkan penggunaan sebenar.