Ruud Rouleaux در حال بررسی یک گلدان چاپ سه بعدی در مواد PHA (منبع: colorFabb)
در اینجا همه چیزهایی است که باید در مورد یک ماده چاپ سه بعدی جدید و کاملاً پایدار بدانید: PHA.
ما با Ruud Rouleaux از colorFabb صحبت کردیم که تحقیقات قابل توجهی در مورد این ماده غیرعادی انجام داده است. گفته می شود که PHA بسیار خوب چاپ می کند و در عین حال کاملاً زیست تخریب پذیر است. این یک عامل مهم است زیرا جهان شروع به تشخیص مشکل عظیم آلودگی میکروپلاستیک می کند.
فابالو: شرکت شما، colorFabb، رشته‌ای را در مواد PHA تولید می‌کند که دارای ویژگی‌های جالبی است که می‌خواهیم بررسی کنیم. PHA دقیقا چیست؟ آیا این ماده مشتق شده از فسیل است؟
رود رولو: PHA یک ماده طبیعی نسبتا ناشناخته است و ما می خواهیم آن را تغییر دهیم. در اصل این یک پلی استر طبیعی است که حتی در بدن فرد نیز وجود دارد.
توضیح کوتاه این است: پلی هیدروکسی آلکانوات ها یا PHA ها پلی استرهایی هستند که در طبیعت توسط میکروارگانیسم های متعدد از جمله از طریق تخمیر باکتریایی قندها یا لیپیدها تولید می شوند.
شیمی PHA (منبع: colorFabb)
وقتی توسط باکتری ها تولید می شوند، هم به عنوان منبع انرژی و هم به عنوان ذخیره کربن عمل می کنند. در اصطلاح عامیانه، چربی میکروارگانیسم ها، که می تواند به صورت پودر، در این مورد پلیمر، یا به عبارت دقیق تر، پلی استر استخراج شود.
PHA خانواده ای از بلوک های ساختمانی پلی استر است که می تواند برای دستیابی به خواص مکانیکی و حرارتی خاص ترکیب شود.
فابالو: شنیده ام که PHA به تعدادی از نگرانی های ایمنی درازمدت، به ویژه در مورد تجزیه پذیری زیستی و عدم آلودگی میکروپلاستیک پاسخ می دهد. می توانید توضیح دهید که چگونه این کار انجام می شود؟
رود رولو: در واقع، PHA در بسیاری از محیط‌ها از جمله خاک و محیط‌های دریایی به آسانی تجزیه‌پذیر است، زیرا یک ماده مغذی است که میکروارگانیسم‌ها می‌توانند آن را هضم کنند (به عنوان منبع غذایی کربن).
همچنین، قطعات کوچک‌تر (میکروپلاستیک‌های برچسب‌دار یا نانوپلاستیک‌ها) به‌جای باقی ماندن به‌عنوان آلاینده‌هایی مانند میکروپلاستیک‌های پتروشیمی، در زمان مقرر توسط میکروارگانیسم‌ها هضم می‌شوند.
تجزیه PHA در آب دریا (منبع: colorFabb)
تصویر بالا به وضوح نشان می دهد که چگونه میکروارگانیسم ها به آرامی یک نوار کششی را در آب دریا (بیرون> داخل) مصرف کرده اند.
فابالو: آیا تجزیه واقعا در عمل کار می کند؟ در سناریوهای معمولی دفن زباله چه اتفاقی برای پرینت‌های PHA دور انداخته می‌شود؟
رود رولو: باکتری ها از PHA به عنوان غذا استفاده می کنند. فرآیند را می توان توضیح داد (ساده شده)؛ باکتری ها روی سطح(های) محصول لانه می کنند و تکثیر می شوند و آنزیم هایی را که PHA را حل می کنند به گونه ای جدا می کنند که باکتری ها بتوانند آن را هضم کنند. این اتفاق لایه به لایه (فرسایش سطحی) می افتد.
بسته به متغیرهایی مانند دما، رطوبت، غلظت میکروارگانیسم‌ها، این اتفاق در سرعت‌های مختلف می‌افتد. در کمپوست باغی، دفن زباله یا کمپوست صنعتی، این اتفاق نسبتاً سریع (هفته <> ماه) رخ می دهد.
تجزیه PHA (منبع: colorFabb)
دوست ما Stephan Hermann از CNC Kitchen در مقایسه با PHA (allPHA توسط colorFabb) با نمرات PLA در کمپوستر باغ خود کار کرد و تخریب سریع PHA را در شرایط عملی (هفته‌ها) نشان داد.
فابالو: آیا خطر تجزیه زودرس چاپ ها وجود دارد، شاید زمانی که هنوز از آنها استفاده می کنید؟
رود رولو: واقعاً نه، برای راه اندازی محصولات به قرار گرفتن مداوم در معرض میکروارگانیسم ها در شرایط مرطوب نیاز دارید. در صورت استفاده در محیط خشک، PHA قبل از بلوغ شروع به تجزیه نمی کند.
فابالو: PHA چقدر خوب چاپ می کند؟ پیچ می خورد؟ چه قدرتی می تواند ارائه دهد؟ آیا می توانید آن را با PLA و PETG به عنوان یک ماده پرینت سه بعدی رایج مقایسه کنید؟
رود رولو: PHA یک ماده نیمه کریستالی است، به این معنی که در مقایسه با PLA یا PETG انقباض حجمی بیشتری خواهد داشت و در نتیجه تمایل به نشان دادن تاب خوردگی دارد. با این حال، یک مزیت این است که فرآیند کریستالیزاسیون نسبتاً آهسته است و با درجه خنک کننده صحیح بسیار خوب قابل کنترل / مدیریت است.
تجزیه و تحلیل قدرت PHA (منبع: colorFabb)
مزیت بزرگ فرمولاسیون PHA این است که آنها می توانند طیف وسیعی از خواص مکانیکی مطابق با PLA و PETG را تقلید کنند، اما انواع انعطاف پذیر و سخت را نیز ارائه می دهند، در حالی که HDT را بسیار بالاتر از PLA و مطابق با PETG حفظ می کنند.
فابالو: اغلب مواد جدید گزینه های کاملاً محدودی برای رنگ ها و سایر ویژگی ها دارند. ColorFabb در حال حاضر چه محدوده ای از محصولات PHA را ارائه می دهد؟ آیا نسخه های تقویت شده با فیبر را ارائه می دهید؟
رود رولو: رنگ ها در دسترس هستند، با این حال، برای ساده نگه داشتن چیزها، ما اکنون سیاه، سفید و طبیعی را ارائه کردیم. رنگ‌های طبیعی و گریدهای تقویت‌شده با الیاف توسعه یافته‌اند که پس از پذیرش گسترده‌تر در بازار، در زمان مشخصی منتشر خواهند شد.
فابالو: آیا PHA گران است؟ آیا حق بیمه قیمتی وجود دارد؟ اگر اپراتورهای چاپگرهای سه بعدی بیشتری از PHA استفاده کنند، آیا قیمت پایین تر خواهد بود؟
رود رولو: PHA به عنوان ماده اولیه تقریباً دو برابر قیمت PLA است. هدف ما این است که قیمت فیلامنت را نزدیک به PLA درجه یک نگه داریم تا شکاف را پر کنیم.
اقلام تزئینی پرینت سه بعدی ساخته شده در PHA (منبع: colorFabb)
از آنجایی که PHA هنوز یک کالا نیست و تنها تولیدکنندگان کمی در سراسر جهان دارند، اگر شاهد افزایش تولیدکنندگان بیشتری در سال‌های آینده باشیم، قیمت‌ها پایین‌تر خواهد بود. خوشبختانه، از آنجایی که بازارهای مختلف شروع به انطباق با قوانین جدید کرده‌اند، نشانه‌های خوبی وجود دارد که این اتفاق می‌افتد، و باعث می‌شود PHA به جریان اصلی تبدیل شود و در نتیجه امکان قیمت‌گذاری سودمند را فراهم کند.
فابالو: فکر می کنید برای تبدیل افراد برای تغییر از PLA/PETG به PHA چه چیزی لازم است؟
رود رولو: اول از همه: ایجاد آگاهی کلیدی است. داستان را بگویید، چرایی / چگونه / چیست را توضیح دهید. این ماموریت شخصی من است. چندین سال طول کشید تا PLA به وضعیت معیار فعلی خود در چاپ سه بعدی رومیزی DIY تبدیل شود. من فرض می کنم PHA می تواند همین مسیر را دنبال کند.
افزایش توجه و درک پایداری در پرینت سه بعدی با معاوضه های زیادی همراه است. در بیشتر موارد پایان عمر در نظر گرفته نمی شود. تولید > استفاده > دور انداختن، اما بعد از آن چه اتفاقی می‌افتد؟
PHA یک آلاینده طولانی مدت نخواهد بود، بلکه بخشی از یک چرخه طبیعی است که می تواند بازیافت، استفاده مجدد یا کمپوست شود.
فابالو: برای تبدیل صنعت پرینت سه بعدی رومیزی به عنوان یک کل برای تغییر از PLA/PETG به بیشتر PHA چه چیزی لازم است؟
رود رولو: هدف ما ارائه یک فیلامنت PHA برای نمونه های مصنوعی مختلف پتروشیمی با حداقل قابلیت چاپ یکسان است. در عمل این به معنای یافتن نقطه شیرین بین سخت افزار / نرم افزار و مواد چاپ سه بعدی است.
گلدان های PHA چاپ سه بعدی روی تجهیزات آزمایشگاه بامبو (منبع: colorFabb)
اخیراً ما فرمول‌های مختلفی را بر روی چاپگرهای Bambu Lab اجرا کرده‌ایم که نتایج بسیار رضایت‌بخشی را از نظر قابلیت چاپ و همچنین ظاهر سطحی جذاب و لمسی خارق‌العاده ایجاد کرده‌اند.
در حال حاضر، هنگام شروع کار با PHA، باید از علاقه مندان به چاپ سه بعدی در سفر مشتری خود حمایت کنیم. مشتریانی که از ویژگی های مواد قدردانی می کنند و آگاهانه انتخاب می کنند.
به اختصار؛ با اولین آداپتورها کار کنید، که امکان معرفی گسترده تر PHA را در چشم انداز چاپ سه بعدی فراهم می کند.
فابالو: چه چیزی شما و colorFabb را به تولید این ماده سازگار با محیط زیست سوق داده است؟
رود رولو: نوآوری مواد در DNA ماست. ColorFabb تنها تولید کننده رشته های فله و مواد اصلی نیست. قبلاً در مرحله راه اندازی ما در سال 2010، PHA یکی از اولین موادی بود که برای تولید یک فیلامنت PLA سخت استفاده شد، که هنوز هم آن را تولید می کنیم.
سؤالات مشتری ما برای مواد دایره‌ای بیشتر باعث شده است که پاکت آنچه قبلاً انجام می‌دادیم، بیشتر شود. به خصوص در طول 3 سال گذشته، تولیدکنندگان جدید PHA شروع به تولید بلوک های ساختمانی مختلف PHA کرده اند که امکان پردازش و عملکرد را بهبود می بخشد. در اینجا ما تلاش می کنیم تا موقعیت خود را به عنوان یک شرکت پیشگام چاپ سه بعدی به دست آوریم و پیشرفت کنیم.
علاوه بر این، آگاهی عمومی در مورد آلودگی پلاستیک و مصرف بیش از حد هر روز در حال افزایش است. مشتریان LOHAS (سبک زندگی سلامت و پایداری)، معمولاً اولین کسانی هستند که وضعیت موجود را زیر سوال می برند و با آن سازگار می شوند.
فابالو: در نهایت، آیا روی فرمولاسیون مخفی PHA که ممکن است در آینده ببینیم کار می کنید؟
Ruud Rouleaux: ما روی پیشرفت‌های مختلف کار کرده‌ایم و بیش از 300 فرمول برای کاربردهای مختلف توسعه داده‌ایم، برخی از آنها را می‌توان در چاپ سه بعدی نیز استفاده کرد. از آنجایی که می‌توانیم بیشتر ویژگی‌ها را تقلید کنیم، جریان‌های ارزشی مختلف برای این ویژگی‌ها باید به نظر برسد. در کوتاه مدت، نمرات PHA نرم تر و الاستیک تر یک انتخاب واضح است.
