เทคโนโลยีการแปรรูปกระดาษและการผลิตวัตถุสามมิติจากมัน

กระดาษเป็นวัสดุที่เราใช้ทุกวัน และโยนมันทิ้งทุกวัน กล่องกระดาษแข็งถาดไข่กระดาษโฆษณานับล้านแผ่นและนิตยสาร ส่วนหนึ่งของบทความนี้ถูกนำไปรีไซเคิลและบางส่วนถูกส่งไปยังหลุมฝังกลบ

นายตัดสินใจที่จะลองรีไซเคิลกระดาษ บ้าน เงื่อนไขและการผลิตวัตถุเชิงปริมาตรจากบทความนี้ ต้นแบบเชื่อว่าเซลลูโลสแบบ 3 มิติมีสองข้อได้เปรียบหลัก: สามารถทดแทนพลาสติกและสามารถทำจากผลิตภัณฑ์กระดาษของรอบสุดท้ายซึ่งไม่สามารถดำเนินการด้วยวิธีการแบบดั้งเดิมอีกต่อไป

เครื่องมือและวัสดุ:
เครื่องพิมพ์ 3D;
- เครื่องทำลายกระดาษ (ตัวเลือก);
- กรรไกร
น้ำหนัก;
-Blender;
-Marlya;
-Tiski;
- กระดาษแข็งกระดาษแข็ง ฯลฯ ;
-PVA;
- แป้งข้าวเจ้าหรือแป้งข้าวโพด
น้ำรดน้ำ;

ขั้นตอนที่หนึ่ง: แม่พิมพ์
ขั้นตอนแรกสำหรับการรีไซเคิลกระดาษลงในแบบฟอร์มใหม่คือการสร้างแบบฟอร์ม ในส่วนนี้พ่อมดจะพูดถึงแม่พิมพ์ของเขาและวิธีทำแม่พิมพ์ของคุณ
ในงานของเขาเขาใช้ระบบการพิมพ์สามองค์ประกอบในการสร้างเยื่อส่วนใหญ่
ฐาน
กรอบที่มีผนังตรงที่ตั้งฉากกับฐาน
แท่นพิมพ์ - ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวที่กดลงบนผนังและบีบอัดเยื่อกระดาษ
ไฟล์รา STL ทั้งหมดสามารถดาวน์โหลดได้ที่ด้านล่างของขั้นตอนนี้และใน Thingiverse.
ไฟล์ต่อไปนี้มีอยู่ที่นั่น:
ที่วางแก้ว 60 มม. (รองแก้วแม่พิมพ์ 1 / 2.STL)
25 มม. cube (cube_base / cube_frame / cube_press.STL)
สามเหลี่ยม (Mesh_base / Mesh_frame / Mesh_press.STL)
Wave (Box_base / Box_frame / Box_Sine_press.STL)
ภูเขา แผนที่ภูมิประเทศของซานอันโตนิโอ (Box_base / frame / Box_terrain_press.STL)
Dish (Dish_Base / Dish_Wall / Dish_Press.STL)
ถาดเดสก์ท็อป (Tray_Base / Tray_Wall / Tray_Press.STL)

สำหรับความพยายามครั้งแรกในการปั้นเยื่อกระดาษต้นแบบแนะนำให้เริ่มต้นด้วยลูกบาศก์ 25 มม.
ชิ้นส่วนแม่พิมพ์จะต้องทนต่อแรงกดดัน ดังนั้นคุณต้องกำหนดค่าการพิมพ์

หากคุณกำลังจะทำแม่พิมพ์ของคุณคุณจะต้องพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
ระหว่างผนังของกรอบและตัวกดควรมีช่องว่างเล็ก ๆ 0.4-0.5 มม.
การมีพินของการเชื่อมต่อนั้นเป็นสิ่งจำเป็น
รูระบายน้ำจำเป็นสำหรับแม่พิมพ์ที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของฐานเท่านั้น เส้นผ่าศูนย์กลางของพวกเขาคือ 1-1.5 มม.

ขั้นตอนที่สอง: กระดาษ
เกือบทุกกระดาษจะทำ:
กระดาษแข็ง
กระดาษสีขาว
หนังสือพิมพ์
กล่องบรรจุ
ถาดไข่

กระดาษชนิดเดียวที่ไม่พอดีคือกระดาษมันและกระดาษเคลือบ คุณสามารถผสมกระดาษประเภทต่างๆ
กระดาษจะต้องถูกตัดเป็นเส้นหรือชิ้นเล็ก ๆ เครื่องหั่นกระดาษเหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระดาษแข็งและแผ่นกระดาษ หากไม่มีเครื่องหั่นคุณสามารถใช้กรรไกร ขนาดของชิ้นส่วนต้องไม่เกิน 2.5 ซม.

ขั้นตอนที่สาม: วัสดุยึดติด
ตอนนี้คุณต้องเลือกวัสดุสารยึดเกาะ (กาว) เพื่อให้เยื่อกระดาษเกิดขึ้นพร้อมกัน วัสดุยึดประสานเพิ่มความแข็งแรงของวัตถุสุดท้ายและป้องกันการสลายตัวของวัสดุเมื่อแห้ง มันจะต้องเป็นน้ำที่ละลายน้ำได้สำหรับการผสมกับเซลลูโลสและทำให้ชุ่มใยกระดาษ อาจารย์ทำการทดลองด้วยวัสดุยึดประสานสามประเภทคือกาว PVA, ข้าววางและแป้งข้าวโพด

นี่คือข้อดีข้อเสียของแต่ละ:

กาว PVA
ข้อดี: มันเป็นสารยึดเกาะที่แข็งแกร่งที่สุดและง่ายต่อการได้รับ
ข้อเสีย: นี่คือเคมี

ข้าววาง
ข้อดี: สารอินทรีย์
ข้อเสีย: เวลาในการชุบที่ดี

แป้งข้าวโพด
ข้อดี: สารอินทรีย์
ข้อเสีย: ผลผูกพันที่อ่อนแอ, น้ำเดือดควรใช้ในการปรุงอาหาร

สำหรับผู้เริ่มต้นกาว PVA นั้นใช้ง่ายที่สุด อาจารย์ส่วนใหญ่ทำงานร่วมกับวางข้าวเพราะมันเป็นสารยึดเกาะที่แข็งแกร่งและวัสดุอินทรีย์

สูตรการทำน้ำพริก
เอาข้าวขาว หลนกวนตลอดเวลาจนกว่าจะได้มวลที่เป็นเนื้อเดียวกัน
หากคุณปรุงมากกว่าที่คุณต้องการจะสามารถบันทึกมวลที่เหลือโดยการเติมน้ำมันกานพลู

ขั้นตอนที่สี่: สุ่ม
เป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าจำเป็นต้องใช้กระดาษมากแค่ไหน ความหนาแน่นของเส้นใยกระดาษอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของรูปร่าง เห็นได้ชัดว่ามันจะดีกว่าที่จะทำให้มวลการปั้นมากขึ้น นี่คือองค์ประกอบโดยประมาณของมวลสำหรับการปั้นรายละเอียดลิขสิทธิ์:
ถาด: 60 กรัม
แผ่นดิสก์: 10 กรัม
จาน: 40 กรัม
คลื่น: 35 กรัม
สามเหลี่ยม: 25 กรัม
บัตร: 25 กรัม
Cube: ขึ้นอยู่กับความสูง

อัตราส่วนของกระดาษกับวัสดุเครื่องผูก:
กาว PVA: กระดาษ 30 กรัม: 25 ช้อนโต๊ะ
ข้าววาง: กระดาษ 30 กรัม: 2 ช้อนโต๊ะ
แป้งข้าวโพด: กระดาษ 40 กรัม: 2 ช้อนโต๊ะ

ต้นแบบการผสมผลิตในเครื่องปั่น ส่วนผสมสุดท้ายคือน้ำ เป้าหมายคือเปลี่ยนกระดาษและสารยึดเกาะให้เป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยปริมาณน้ำขั้นต่ำ เติมน้ำปริมาณเล็กน้อยลงในเครื่องปั่นและวิ่งไปเรื่อย ๆ จนกว่ามวลจะราบรื่น

หลังจากผสมบีบมวลที่เกิด เจ้านายทำสิ่งนี้โดยห่อเธอด้วยผ้ากอซ วัสดุที่ได้ควรมีลักษณะเหมือนดินเปียก

ขั้นตอนที่ห้า: การขึ้นรูป
ประกอบฐานของแม่พิมพ์และกรอบ การเสริมแม่พิมพ์ด้วยตัวหนีบจะช่วยป้องกันการดัดและการเสียรูป
กรอกแบบฟอร์มด้วยมวลที่เตรียมไว้ เว้นช่องว่างที่ด้านบนของแบบฟอร์ม ใส่เครื่องกดลงในแม่พิมพ์และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับผนัง

ใส่ชุดประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันแล้วบิด มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะกระชับ vise จนกว่าจะหยุด

ขั้นตอนที่หก: แห้ง
หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งวันคุณสามารถนำโมลด์ออกจากเครื่องหนีบและถอดแบบพิมพ์ออกจากแม่พิมพ์ ถัดไปคุณต้องปล่อยให้แม่พิมพ์แห้ง เยื่อกระดาษที่ขึ้นรูปจะหดตัวเมื่อแห้งจึงค่อยๆแตกออกจากผนังของแม่พิมพ์ ทันทีที่แห้งและสัมผัสยากคุณสามารถผลักวัตถุที่หล่อขึ้นมาจากกระดาษ สำหรับการผลักคุณสามารถใช้การกด

เพื่อเพิ่มความเร็วในการอบแห้งคุณสามารถวางรายการไว้ใต้พัดลม

ขั้นตอนที่เจ็ด: การประมวลผล
ตอนนี้คุณสามารถประมวลผลวัตถุที่เกิดขึ้นประมวลผลขอบเจาะถ้าจำเป็นหลุมบด ฯลฯ

ขั้นตอนที่แปด: ผลลัพธ์
เซลลูโลสที่ขึ้นรูปสุดท้ายบนพื้นผิวคล้ายกับกระดาษ แต่ปริมาตรของมันทำให้ไม้รู้สึก มันยากมากและคล้ายกับพลาสติกมากมันมีแนวโน้มที่จะรักษาสีของกระดาษที่ทำไว้ แต่มันจะมืดลงในสถานที่ที่ถูกกดดันอย่างหนัก โดยทั่วไปการปั้นปูนปั้นมีลักษณะเกือบหินอ่อนโดยเฉพาะจากกระดาษขาว / หนังสือพิมพ์

แม้ว่าอาจารย์ไม่ได้ทดสอบความแข็งแรงของวัสดุนี้เขากล่าวว่าวัสดุมีความทนทานอย่างน่าประหลาดใจ ไม่มีแบบฟอร์มที่สามารถทำลายได้ด้วยตนเอง ใช้ค้อนทุบหลายครั้งเพื่อทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อจาน

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้กระดาษที่ผ่านการขึ้นรูปจะทำให้เสียรูปเมื่อแห้ง วัสดุจะขยายไปตามแกนกดและถูกบีบอัดตามแกนอื่น ๆ สองแกน อัตราส่วนการบีบอัดขึ้นอยู่กับการปิดผนึกของเส้นใยกระดาษอย่างแน่นหนาซึ่งจะขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของรูปร่าง การบดอัดแม่พิมพ์ที่แข็งแกร่งและการเติมเซลลูโลสจะลดการหดตัว

เนื่องจากสิ่งของที่ทำจากกระดาษและกาวที่ละลายในน้ำเป็นที่ชัดเจนว่าพวกเขาไม่กันน้ำ การแช่น้ำอย่างรวดเร็วจะนำไปสู่การทำลายล้างของพวกเขา

เซลลูโลสที่ได้จากการขึ้นรูปจะต้องสลายตัวได้ดีในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติซึ่งทำให้พลาสติกทดแทนได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ไม่ชื้น

ขั้นตอนที่สิบ: คำถามบางข้อสำหรับการใช้งานเพิ่มเติม
ตัวช่วยสร้างยังทำงานในโครงการนี้ไม่เสร็จ ในอนาคตเขาต้องการหาคำถามต่อไปนี้
ตรวจสอบปัญหาของการทำปุ๋ยหมักผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุดังกล่าว กระบวนการสลายตัวเซลลูโลสทั้งหมดจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาใด

พยายามที่จะแก้ปัญหากระบวนการผสมโดยไม่ต้องใช้น้ำ

ค้นหาวิธีการป้องกันความชื้นในขณะที่ยังคงรักษาความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของวัสดุ
ลองสร้างบล็อกขนาดใหญ่และลองประมวลผลโดยใช้เครื่อง CNC

ทำเครื่องอัดไฮดรอลิกเพื่อเปลี่ยนเครื่องหนีบ

คำถามอื่นเป็นไปได้ไหมที่จะใช้วัสดุที่มีสารเติมแต่งที่เหมาะสมเป็นวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D โดยธรรมชาติแล้วสิ่งนี้จะไม่เป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ยังคงมีขนาดที่ดีกว่าพลาสติก