Princípio de biodegradação do material PLA
O PLA (ácido polilático) é um material de base biológica derivado de recursos renováveis (como amido de milho, cana-de-açúcar) e pode ser completamente degradado por microorganismos em dióxido de carbono e água sob condições ambientais específicas. O processo de degradação do PLA precisa ser realizado em condições de compostagem industrial (temperatura 58-60°C, umidade 50-60%), e a degradação geralmente é concluída dentro de 2-6 meses. No ambiente natural (solo, água do mar), o PLA degrada-se lentamente e leva vários anos. O pré-requisito para a degradação do PLA é que o material primeiro sofra hidrólise para reduzir o peso molecular a uma faixa que possa ser utilizada por microrganismos. A cristalinidade e a estrutura molecular do material afetarão a taxa de degradação, com as regiões amorfas degradando-se mais rapidamente do que as regiões cristalinas.
Propriedades materiais do PLA na impressão 3D
O PLA é um dos materiais mais comumente usados para impressão FDM, com bom desempenho de impressão e baixo encolhimento. A temperatura de transição vítrea do PLA é de cerca de 60°C e a temperatura de fusão está na faixa de 150-160°C. Recomenda-se que a temperatura de impressão seja definida entre 190-220°C e a velocidade de impressão pode ser ajustada na faixa de 40-80 mm/s. A resistência à tração do PLA é de 50-70MPa e a resistência à flexão é de 80-100MPa, mas a resistência ao impacto é baixa e frágil. O PLA tem resistência ao calor limitada e não é adequado para aplicações em ambientes de alta temperatura. Os materiais devem ser armazenados para evitar umidade. O PLA afetado pela umidade produzirá bolhas e fios durante a impressão.
Avaliação da compatibilidade ambiental e análise do ciclo de vida
A compatibilidade ambiental do PLA precisa ser avaliada da perspectiva de todo o ciclo de vida. Na fase de matéria-prima, o PLA é derivado de culturas renováveis, o que pode reduzir o consumo de recursos fósseis em comparação com os plásticos à base de petróleo. Durante a fase de produção, o consumo de energia de fabricação do PLA e as emissões de carbono são inferiores aos dos plásticos tradicionais. Na fase de uso, os produtos PLA podem atender à maioria das necessidades de aplicação. Na fase de resíduos, o PLA pode ser reciclado através de compostagem industrial para evitar a poluição branca. Mas os benefícios ambientais do PLA dependem da eliminação adequada dos resíduos, e misturá-los nos fluxos tradicionais de reciclagem de plástico pode causar poluição. As atividades agrícolas para o cultivo de matéria-prima de PLA também podem criar problemas de uso da terra e de consumo de água.
Cenários de aplicação industrial e perspectivas de mercado
O PLA tem aplicações maduras em vários campos industriais. Na área de embalagens, é utilizado para itens descartáveis, como caixas para embalagens de alimentos, copos de bebidas e sacolas de compras. Na área médica, é utilizado para suturas absorvíveis, transportadores de medicamentos de liberação sustentada, andaimes de engenharia de tecidos, etc. Na área de bens de consumo, é utilizado em brinquedos, papelaria, decoração, etc. À medida que os regulamentos de protecção ambiental se tornam mais rigorosos e a consciencialização dos consumidores sobre a protecção ambiental aumenta, a procura do mercado por PLA continua a crescer. A inovação tecnológica está focada em melhorar a resistência ao calor e a tenacidade do PLA e expandir sua aplicação na área de engenharia.
Estratégias e práticas de fabricação sustentável
O uso de materiais PLA para praticar a fabricação sustentável requer o estabelecimento de um sistema completo de reciclagem de recursos. A primeira é a aquisição de materiais, escolhendo fornecedores certificados de materiais de base biológica. O segundo passo é a otimização da produção, reduzindo o desperdício de material e melhorando a taxa de sucesso de impressão e a utilização de material. A terceira é a gestão de resíduos, onde os resíduos de impressão e materiais de apoio são separados e recolhidos e enviados para instalações de compostagem industrial para processamento. O quarto é o design do produto. Considere os cenários de uso e métodos de descarte do produto e dê prioridade ao projeto de estruturas que sejam fáceis de degradar. O quinto é a colaboração na cadeia de abastecimento, construindo uma rede de reciclagem de bioplásticos com empresas a montante e a jusante.
Submeta um modelo, desenho, imagem ou notas por escrito. Os engenheiros analisarão o material, processo, acabamento e entrega com base na utilização real.