Сохранен из помойки и готов к трансформации. Натан Шайен / Технологический институт штата Мичиган, CC BY

Люди будут перерабатывать, если смогут зарабатывать на этом деньги. Там, где за банки и бутылки предлагаются наличные, переработка металла и стекла пользуется большим успехом. К сожалению, стимулы для переработки пластика были слабее. По состоянию на 2015 год только 9% пластиковых отходов перерабатывается. Остальное загрязняет свалки или окружающую среду.

Но сейчас созрели несколько технологий, которые позволить людям перерабатывать отходы пластика напрямую путем 3D-печати из него в ценные продукты за небольшую часть их обычной стоимости. Люди используют переработанный пластик для изготовления украшений и подарков, товаров для дома и сада, аксессуаров и обуви, игрушек и игр, спортивных товаров и гаджетов из миллионов бесплатных дизайнов. Этот подход называется распределенной переработкой и аддитивным производством или сокращенно DRAM.

Как профессор материаловедения в авангард этой технологии, Я могу объяснить - и предложить несколько идей о том, что можно сделать, чтобы воспользоваться этой тенденцией.

Как работает DRAM

Ассоциация DRAM метод начинается с пластиковых отходов - от использованной упаковки до сломанной продукции.

От мусора к сокровищам - блок-схема DRAM. Джошуа М. Пирс, CC BY

Первый шаг - отсортировать и вымыть пластик с мылом или даже пропустить его в посудомоечной машине. Далее пластик нужно измельчить на частицы. Для небольших объемов отлично подойдет измельчитель бумаги / компакт-дисков с поперечной резкой. Для больших сумм с открытым исходным кодом планы гранулятора промышленных отходов пластика доступны в Интернете.

Далее у вас есть несколько вариантов. Вы можете преобразовать частицы в нить для 3D-принтера с помощью recyclebot, устройство, которое превращает измельченный пластик в нити, похожие на спагетти, используемые в большинстве недорогих 3D-принтеров.

{vembed Y = b04mUaI-oTU}
Робот-мусорщик, сделанный в основном из деталей, напечатанных на 3D-принтере.

Нить, изготовленная из Робот-мусорщик для 3D-печати невероятно дешево, стоит меньше никеля за фунт по сравнению с коммерческой нитью, которая стоит около 10 долларов за фунт или больше. С пандемия прерывает глобальные цепочки поставок, изготовление изделий из мусора в домашних условиях еще более привлекательно.

Второй подход новее: вы можете пропустить этап изготовления филамента и использовать производство сплавленных частиц для непосредственной 3D-печати гранулированных пластиковых отходов в изделия. Этот подход наиболее подходит для больших продуктов на больших принтерах, таких как коммерческий GigabotX с открытым исходным кодом принтер, но может также может использоваться на настольных принтерах.

Гранулированные пластиковые отходы также можно напрямую напечатать с помощью принтера для шприца, хотя это менее популярно, поскольку объем печати ограничен необходимостью повторной загрузки шприца.

Моя исследовательская группавместе с десятками лабораторий и компаний по всему миру разработала широкий спектр продуктов с открытым исходным кодом, поддерживающих DRAM, в том числе шредеры, ботов для утилизации и 3D-принтеры как с плавленой нитью, так и с плавлеными частицами.

Было показано, что эти устройства работают не только с двумя самыми популярными пластиками для 3D-печати, ABS и PLA, но и с длинным списком пластиков, которые вы, вероятно, используете каждый день, включая ПЭТ бутылки для воды. Теперь можно превратить любые пластиковые отходы с символом переработки в ценные продукты.

Кроме того, инициатива «экопечать» в Австралии продемонстрировала DRAM может работать в изолированных сообществах без переработки и без электроэнергии с использованием систем на солнечных батареях. Это делает DRAM применимым везде, где живут люди, пластиковых отходов в изобилии, а солнце светит - а это почти везде.

К экономике замкнутого цикла

Исследования показали, что такой подход к переработке и производству не только лучше для окружающей среды, но это также очень выгодно для индивидуальных пользователей производство собственной продукции, а также для малый и средний бизнес. Простое создание собственных продуктов из проектов с открытым исходным кодом экономит ваши деньги.

От отходов до нити накала и штатива для камеры. Джошуа М. Пирс, CC BY

DRAM позволяет создавать индивидуальные продукты для меньше, чем налог с продаж на обычные потребительские товары. Уже существуют миллионы бесплатных дизайнов для 3D-печати - все от учебные пособия для детей в товары для дома в адаптивные средства для больных артритом. Просьюмеры уже печатают эти продукты на 3D-принтере, в совокупности экономя миллионы долларов.

Одно исследование показало, Пользователи MyMiniFactory сэкономили более 4 миллионов долларов только за один месяц в 2017 году просто изготавливать игрушки, а не покупать их. Потребители могут инвестировать в настольный 3D-принтер примерно за 250 долларов США и заработать рентабельность инвестиций более 100% производя собственные продукты. Рентабельность инвестиций повышается, если они используют переработанный пластик. Например, использование робота-рециклера на отработанном компьютерном пластике позволяет печатать 300 бленды для объектива камеры по той же цене, что и одна на Amazon.

Физические лица также могут получать прибыль от 3D-печати для других. Тысячи предлагают свои услуги на таких рынках, как Макексиз, 3D-концентраторы, Поноко or Распечатать вещь.

3D-принтер Gigabot X позволяет создавать изделия большего размера. Саманта Снабес / re: 3D, CC BY

Небольшие компании или производственные лаборатории могут покупать промышленные принтеры, такие как GigabotX, и производить высокая доходность печати крупного спортивного оборудования как снегоступы, деки для скейтборда и весла для байдарок из местных отходов.

Масштабирование

Крупные компании, производящие пластмассовые изделия, уже перерабатывают собственные отходы. Теперь с DRAM это могут сделать и домохозяйства. Если многие люди начнут перерабатывать собственный пластик, это поможет предотвратить негативное воздействие пластика на окружающую среду. Таким образом, DRAM может обеспечить путь к экономике замкнутого цикла, но не сможет решить проблему пластика, пока не расширится до большего числа пользователей. К счастью, мы уже в пути.

Нить для 3D-принтера теперь указана в Amazon Basics вместе с другими «повседневными предметами», что указывает на то, что 3D-принтеры на пластиковой основе становятся все более популярными. В большинстве семей до сих пор нет домашнего 3D-принтера, не говоря уже о reyclebot или GigabotX.

Чтобы DRAM стала жизнеспособным путем к экономике замкнутого цикла, более крупные инструменты могут быть размещены на предприятиях уровня района, таких как небольшие местные предприятия, производственные помещения, производственные лаборатории или даже школы. Франция уже изучает создание малого бизнеса которые собирали пластиковые отходы в школах для изготовления 3D-нити.

Я помню, как копил верхние части коробок, чтобы финансировать свою начальную школу. Будущие ученики могут приносить из дома остатки пластика (после изготовления своих собственных продуктов), чтобы помочь своим школам финансировать использование DRAM.

Об авторе

Джошуа М. Пирс, белый профессор материаловедения и инженерии, а также электротехники и вычислительной техники, Мичиганский технологический университет

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.