No es ningún secreto que uno de los problemas más apremiantes del mundo se descarta plástico. Está en todas partes: en los vertederos, en grandes cantidades en nuestros contenedores de reciclaje y en mayores cantidades en nuestros océanos.
Aunque empresas como Levi, el New York Institute of Technology Home20 y figuras públicas como will.i.am han hecho grandes avances en la búsqueda de usos para cosas como botellas de plástico desechadas, todavía estamos frente a más de 3 millones de toneladas de plástico en la Océano Pacífico solo y una extensión insondable de la basura a través de nuestros canales públicos.
Mientras que organizaciones como el Liberador de espacio en Océano están haciendo su parte para acorralar a estos desechos, otros están trabajando para crear maneras de poner de plástico paratrabajar. Pero la gran cantidad de residuos plásticos llevó a algunos innovadores a buscar maneras de utilizarlo en uno de los diseños más populares y cada vez más útiles de la actualidad: la impresión 3-D.
El concepto parece simple: convertir varias botellas de plástico del mundo, contenedores, bolsas y otros desechos en filamentos que se puede alimentar a las impresoras personales e industriales en 3-D. La tecnología 3-D permite a las empresas "print" modelos sobre el terreno para el diseño arquitectónico, la investigación médica y fabricación de prototipos. De hecho, las impresoras 3-D se han convertido en una herramienta valiosa para muchos tipos de operaciones donde se necesita sólo un único elemento, dijo el Dr. Bob Pfahl, consultor senior de la investigación y el desarrollo consorcio sin fines de lucro, la Iniciativa Internacional de Fabricación de productoselectrónicos.
"En la industria electrónica ... el uso principal ha sido en la fabricación de prototipos de productos", dijo Pfahl TriplePundit. También se utiliza para la construcción de moldes de ensayo temporales de maquinaria de metal, como moldeo por inyección. Pfahl dijo el molde de prueba reduce el tiempo de producción, así como reduce el costo de un prototipo. "Usted puede reducir su tiempo de producción en unos 30 días, tal vez más que eso."
La tecnología también ha sido utilizado por "una de las principales firmas de automóviles para hacer una fijación ... para sostener piezas en su lugar para que la gente puede reunirse [coches nuevos]," Pfahl continuó.
Incluso los militares han encontrado un uso para la impresión 3-D: para llenar la necesidad de piezas que ya no se fabrican. "Es ideal para eso, ya que el costo no es el principal problema", dijo Pfahl. "Se está haciendo la parte [eso es importante]. Esas son las aplicaciones donde el volumen es limitado y se obtiene la ventaja de estas formas únicas e inusuales ".
Impresión 3-D con residuos plásticos: Todo está en la química
Y en los últimos años, el concepto de la impresión sobre el terreno se ha convertido en una ventaja para los aficionados de casa, empresarios y artistas, que tienen un uso singular, limitada por un prototipo hecho en casa. Las impresoras 3-D más nuevos, transportables están orientados para la persona promedio que quiere imprimir (más exactamente construir) su propia reproducción en la comodidad de una casa u oficina.
Así, la creación de filamentos de las millas de basura de plástico que ha sido recogió desde el Océano Pacífico, o dragado fuera de los vertederos, es una idea muy tentadora.Parece que la respuesta perfecta a un dolor de cabeza única del siglo 21.
Hay un problema, dijo Pfahl. En realidad, hay varios.
"Propiedades serán degradar". En otras palabras, las propiedades que los filamentos de colores brillantes están hechos de son críticos para el resultado del producto de 3-D. La consistencia es a menudo el factor determinante.
Pfahl utiliza un proyecto que trabajó con Motorola hace años para ilustrar el problema.En ese caso, la tarea fue encontrar una manera en la que los viejos discos compactos (CD) podrían ser fundidas para hacer cajas del teléfono celular.
"Lo primero que descubrimos fue el peso de [el material CD] fue mucho menor que lo que se necesitaba" para la caja del teléfono celular, explicó Pfahl. Eso significaba que el polímero no sería lo suficientemente fuerte para el uso previsto y que tendría que ser combinado con otras sustancias para hacer que funcione. "Nosotros sólo podíamos utilizar hasta un 18 por ciento de policarbonato, que era el material que estábamos usando, porque después de ese punto esas propiedades degeneraron."
Dr. Carol Handwerker, quien se desempeña como profesor Reinhardt Schuhmann Jr. de materiales de ingeniería de la Universidad de Purdue, explicó de otra manera. Cuando se trata de la integridad de un polímero sustancia como el polietileno, la composición química de lo que está trabajando es crítica.
"Usted puede tener muy diferentes [tipos de] polietileno, dependiendo de la cantidad de unidades de repetición que hay en el polímero", dijo Handwerker.
"Los polímeros como el polietileno, que es lo que ambas bolsas de plástico endebles y botellas de detergente duraderos están hechos de, comprenden cadenas largas de hidrocarburos. En términos de la química, la composición y ramificación de cadena que define el comportamiento de ese polímero particular. A pesar de que la bolsa de plástico y el contenedor de detergente de lavandería están hechos de polietileno, su estructura molecular es totalmente diferente. Así que es su comportamiento cuando se expone al calor, productos químicos y otros factores de estrés. La combinación de múltiples tipos de polímeros puede cambiar el rendimiento del filamento en una impresora 3-D.
Y así pueden impurezas: los aditivos que se pueden utilizar para dar un producto de un cierto aspecto o hacerlo funcionar de una manera especial. En el caso del ejemplo de CD Pfahl, grabado en metal sirve como el componente frustrante en la mezcla. Pero impurezas pueden ser plásticos, así, señaló el Dr. John Howarter, profesor asistente en ingeniería de materiales en la Universidad de Purdue.
"Así que, eso sería una mezcla de un polímero de segundo grado, o tal vez un tipo completamente diferente de polímero", Howarter nos dijo.
Y el reto no es siempre una cuestión de fuerza, o la integridad, explicó. "Si en realidad se va a utilizar estos en la electrónica, la propiedad llamada la constante dieléctrica (lo que en términos simples, se describe el flujo de energía a través de un material) depende de todos estos tipos de impurezas también."
Estos desafíos son a menudo únicos a los polímeros, dijo Howarter. "Si estamos hablando de aluminio, aluminio tiene la misma temperatura de fusión ... Polímeros y polietileno no funcionan de esa manera."
Si el cabezal de la impresora en la impresora 3-D está calibrado para operar a 200 grados centígrados, y la estructura molecular del material plástico reciclado no es consistente con la demanda ", tal vez usted no se va a conseguir un polímero fundido que puede a continuación, se integra en la parte 3-D ", continuó. "Cada vez estamos hablando de reciclaje de polímeros, estos son retos que la gente en la industria están en contra y creo que tiene que ser consciente de que ellos están diciendo, 'Bueno, vamos a reciclar esto.'"
En cuanto a las soluciones de los desafíos
Pfahl señalar que el coste de reciclaje a menudo puede ser una consideración también. "[En] la industria de la electrónica, el uso de materiales reciclados es muy difícil." Así se separa pequeñas piezas de plástico del producto desechado. "Los costos de traerlos de vuelta para la energía pueden muy bien superar la ventaja de reciclar esos materiales."
Si bien hay algunas empresas que han desarrollado filamento de producto reciclado, su aplicación es cualquier cosa menos amplio. Howarter especuló que el filamento es, probablemente, muy limitado en su uso en este punto. "Y también va a ser especialmente formulado para que [el modelo y marca de] la máquina", dijo.
Aún así, la impresión 3-D ha abierto todo tipo de innovaciones, dijo Handwerker, que relató la historia de una abuela que, al leer sobre el proceso en una revista femenina, se embarcó en la tarea de averiguar cómo elaborar las manos de su nieto , que había nacido sin dedos. De hecho, la historia se ha jugado varias veces en el sector privado, donde las impresoras 3-D no sólo han inspirado respuestas esperanzadoras a los problemas globales, sino dones extraordinarios de extraños.
Howarter estuvo de acuerdo. "Creo que el mercado en 3-D es en realidad, está permitiendo a los individuos a escala local para hacer productos y para hacer piezas que usted no podría jamás convencer a una industria de mil millones de dólares para personalizar ... Creo que es donde se va a empezar a ver la presencia de la impresión 3-D, especialmente cuando se trata de polímeros ".
Y si plásticos recogió desde el Gran Parche de Basura tienen un futuro en la impresión 3-D, es probable que sea ese tipo de esfuerzo colectivo y la innovación de código abierto que hará posible.
Créditos de imagen: 1) y 2) makerbot impresora 3-D y la impresora BEETHEFIRST y filamentos:Flickr / Herramientas Creativas; 3) Los desechos plásticos en el Ocean Beach Calif .: Flickr /Kevin Krejci
Ene Lee es un editor de noticias y galardonado escritor editorial cuya no-ficción y la ficción se han publicado en los EE.UU., Canadá, México, Reino Unido y Australia ex. Sus artículos y entradas se pueden encontrar en TriplePundit, JustMeans, y su blog, El Judio multicultural, así como otras publicaciones. Actualmente divide su residencia entre la ciudad de Vancouver, Columbia Británica y las granjas rurales de Idaho.
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