Impression 3D avec des bioplastiques: ingénierie de mélanges PHA biodégradables

Impression 3D avec des bioplastiques: ingénierie de mélanges PHA biodégradables

Jackie Anderson propose une revue concernant l'un des sujets d'impression 3D les plus critiques aujourd'hui: les matériaux. À mesure que l'innovation continue de croître, les options concernant les logiciels, le matériel et les différents types de plastiques évoluent également (ainsi que de nombreuses autres alternatives aujourd'hui).

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Alors que d'autres plastiques tels que l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) sont souvent utilisés dans l'impression 3D, les bioplastiques comme l'acide polylactique (PLA) sont populaires en raison de leur capacité à se biodégrader, mais il existe néanmoins d'autres matériaux supérieurs dans ce domaine; en fait, des recherches antérieures ont montré que des films minces d'autres bioplastiques comme les polyhydroxyalcanoates (PHA) peuvent se dégrader en aussi peu que 1,2 à 2,4 mois. Cela promet d'éliminer la quantité de déchets qui pourraient émerger des déchets d'impression 3D, Anderson nous rappelant que les plastiques peuvent prendre

«Le plastique est un polluant toxique qui cause des dommages à grande échelle à de nombreuses espèces et environnements différents, et il est nécessaire de trouver des solutions pour réduire cet impact», déclare Anderson.

Les bioplastiques sont aujourd'hui utilisés dans de nombreux projets différents, des applications marines aux implants médicaux en passant par la fabrication. Produits à partir de légumes, de sous-produits alimentaires ou de micro-organismes, les bioplastiques sont préférables aux matériaux d'impression à base d'huile, sur le plan environnemental. Ils sont également conventionnellement utilisés dans la fabrication d'articles comme les emballages, les couverts, les pailles et même les filets de pêche.

En utilisant des plastiques synthétiques comme le PLA, la biodégradabilité est un bonus, mais les pièces imprimées peuvent prendre des années à se décomposer:

«Cela en fait un matériau indésirable pour les produits qui nécessitent des taux élevés de biodégradation», déclare Anderson.

PHA n'est pas aussi bien connu dans l'ensemble, et surtout pas avec les utilisateurs novices. Ce matériau se biodégrade plus rapidement mais est plus cher, pas aussi accessible aux consommateurs, et Anderson souligne qu'il est souvent difficile à utiliser à plus grande échelle. Le PHA présente également des inconvénients par rapport à d'autres bioplastiques, offrant moins de résistance, moins de flexibilité et des propriétés de fusion inférieures. Il peut cependant être bénéfique lorsqu'il est ajouté à d'autres matériaux comme le PLA.

« Il existe d’autres mélanges de PHA similaires qui ont été conçus à des fins similaires et ont également montré un grand potentiel pour une utilisation commerciale, mais plus de recherches doivent être effectuées sur différents mélanges de PHA pour étendre ce potentiel », déclare Anderson.

Les biopolymères à base d'algues, bien que toujours considérés comme plus d'un nouveau matériau, sont comme le PHA car ils sont produits naturellement et se dégradent facilement. En plus des matériaux d'impression 3D, les plastiques d'algues sont également utilisés pour fabriquer des films, des couverts et des sacs en plastique.

«Le plastique d’algues n’est que l’un des nombreux nouveaux bioplastiques développés et recherchés pour aider à réduire la pollution plastique. Ces produits commencent à être commercialisés plus fréquemment et aideront à minimiser la pollution plastique s’ils sont utilisés à grande échelle pour remplacer les plastiques à base de pétrole », explique Anderson.

Pourtant, le PLA est un favori dans l'industrie de l'impression 3D, en raison de l'accessibilité, de l'abordabilité, de l'efficacité de la production et d'un semblant de biodégradabilité:

«Si des matériaux PLA devaient être jetés dans des décharges ou abandonnés dans l’environnement, leur dégradation se prolongerait sur plusieurs années, provoquant une pollution comme celle des plastiques ordinaires», déclare Anderson.

«C’est trompeur car les entreprises affirment que le PLA peut se dégrader en 40 à 90 jours environ, mais ce n’est pas le cas si les matériaux ne se trouvent pas dans un laboratoire contrôlé (PLA, 2019). Le PLA ne peut se dégrader efficacement que dans des conditions de compostage industriel spécifiques avec des températures égales ou supérieures à 55-70 degrés. »

L'utilisation de PHA et de PLA pour créer un composite plus résistant et biodégradable pourrait être une bonne solution, permettant aux utilisateurs le meilleur des deux mondes.

« Bien que ces bioplastiques aient chacun leurs propres qualités négatives, ils peuvent être mélangés ensemble dans différents rapports pour former un nouveau plastique souhaitable avec les qualités bénéfiques de chacun d’eux », a conclu Anderson.

«Ces nouveaux mélanges pourraient être utilisés pour une large gamme d’applications, de l’emballage alimentaire aux filaments d’impression 3D. Les bioplastiques ne peuvent pas résoudre complètement la crise des déchets plastiques, mais ils peuvent limiter la pollution future causée par l’utilisation du plastique et aider à réduire les dommages causés par l’homme. »

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Un exemple de filament PLA / PHA (colorFabb

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La publication 3D Printing with Bioplastics: Engineering Biodegradable PHA Blends est apparue en premier sur 3DPrint.com | La voix de l'impression 3D / fabrication additive.