Studiul tehnico-economic privind reciclarea materialelor compozite. Tehnologia de fabricație prin imprimare 3D a reperului ”arbore”

Abstract

În primul capitol s-a discutat despre aspecte generale privind reciclarea materialelor plastice, metodele de reciclare și anume, reciclarea mecanică (aceasta se realizează prin prelucrarea deșeurilor de plastic în materie primă fără să modifice semnificativ structura chimică a polimerului, include un ciclu repetitiv de măcinare, spălare, separare, uscare, regranularizare și recompunere a materialelor colectate); reciclarea chimică este o soluție relativ nouă, care a fost concepută cu scopul de a readuce materialul brut, de calitate, care a fost utilizat inițial pentru compunerea unui produs; reciclare fizică; reciclare biologică și recuperarea energiei generează o energie considerabilă din polimeri, dar aceasta nu este acceptabil din punct de vedere ecologic. Materialele plastice joacă un rol indispensabil în fiecare aspect al vieții moderne, de la materiale pentru aeronave, mașini și clădiri la îmbrăcăminte și încălțăminte, ambalaje pentru alimente și băuturi și dispozitive biomedicale. Situația pieței în ceea ce privește producția de materiale plastice a crescut de-a lungul anilor, aproximativ 250 de milioane de tone de deșeuri de plastic au fost generate la nivel mondial în anul 2018. În al doilea capitol, s a precizat strategia națională privind reciclarea, mai puțin de 10% din deșeurile de plastic sunt colectate la nivel mondial pentru reciclare, și chiar mai puțin este de fapt reciclat, accelerând impactul asupra mediului. Cererea de plastic a depășit toate materialele de baza și anume oțelul, aluminiul sau cimentul. În Europa se generează în fiecare an aproximativ 25,8 milioane de tone de deșeuri din plastic. Aruncarea cantităților foarte mari de deșeuri de materiale plastice în mediu atât din surse terestre, cât și marine, produc daune semnificative din punct de vedere economic și al mediului. În fiecare an, în oceane ajung între 4,8 și 12,7 milioane de tone de materiale plastice. Economia circulara se bazează pe trei principii: eliminarea deșeurilor și a poluării, menținerea produselor și a materialelor în uz cât mai mult timp posibil și sisteme naturale de regenerare. Legislația țărilor europene promovează în special două forme de gestionare a deșeurilor: reutilizarea și reciclarea. Principalele probleme care complica reciclarea materialelor plastice sunt calitatea și prețul produsului reciclat, comparativ cu plasticul virgin. Capitolul III, ne vorbește despre aspectele economice privind reciclarea materialelor polimerice. Pentru a permite o economie circulară a materialelor plastice, reducând presiunea asupra resurselor naturale și evitând scurgerile de deșeuri în ecosisteme, este esențială o utilizare ulterioară a eficienței materialelor plastice. Corelarea aspectelor tehnice cu aspectele economice ale tehnologiilor de reciclare și ale piețelor materialelor plastice reciclate este esențială pentru elaborarea unor politici eficiente. Evaluarea tehnico-economică poate fi utilizată pentru a studia performanța economică a reciclării diferitelor fracțiuni de deșeuri de ambalaje din plastic postconsum. În capitolul IV, am realizat un studiu privind reciclarea materialelor plastice și anume EVA/CNTs. Etapele pentru a realizarea acestui obiectiv sunt următoarele: colectarea materialului, reciclarea mecanică și peletizarea. Reciclarea mecanica s-a realizat pe o mașină de tocat și anume pe un granulator din dotarea Centrului de Excelență Prelucrarea Polimerilor, următoarea etapă peletizarea, fulgii de rEVA/CNT au fost extrudat pe un extruder industrial, tot din dotarea centrului, în urma procesului de extrudare s-a obținut filament cu diametru de 2 mm. Filamentul extrudat a fost tocat din nou pentru a obține granule reciclate (rEVA/CNT). S-a estimat și un cost al procesului de reciclare realizând un studiu informativ la o firmă care se ocupa în special de reciclare. Pentru a determina influența temperaturii asupra indicelui de curgere, măsurătorile s-au făcut pentru o masă de 2.16 kg și 5 temperaturi diferite. În continuare pentru a determina proprietățile mecanice ale materialului reciclat s-au imprimat epruvete standard de tracțiune, aceste epruvete au fost testate la tracțiune pe o mașină universală Testometric. S-a realizat și tehnologia de imprimare 3D a reperului "Arbore". Pentru a imprima reperul s-a folosit materialul ABS cu diametrul de 1,75, materialul având caracteristici foarte bune, imprimanta folosită a fost Original PRUSA i3 MKS, din dotarea centrului. S-au parcurs toate etapele pentru realizarea reperului, am estimat și un cost de producție.