จากขยะ “ขี้เลื่อย” ให้เป็นวัสดุ 3D Print สร้างอนาคตใหม่ให้โลก

หากคุณเคยพบกับเส้น Filament ที่มาในรูปแบบคล้ายกับไม้ หรือมีการผสมกับไม้ซึ่งมีให้เห็นอยู่มากมาย ทั้งเส้นที่มีการวิจัยในประเทศไทย
และต่างประเทศ ล่าสุดได้มีข่าวดีจากวงการอุตสาหกรรมว่า MANUFACTURA Company ใน Mexico ร่วมมือกับ LA Metropolitana
ก่อสร้าง การผลิตและออกแบบเฟอร์นิเจอร์ ในโครงการ “The Wood Project” หรือ “UN PROYECTO DE MADERA”

MANUFACTURA เน้นย้ำถึงรากฐานของ The Wood Project ที่มีพื้นฐานมาจากลักษณะเฉพาะของไม้
โครงการริเริ่มนี้เน้นย้ำถึงการผลิตขี้เลื่อยในแต่ละวันของ La Metropolitana จำนวน 5-6 ถุง น้ำหนักถุงละ 40 กิโลกรัม
ซึ่งปกติแล้วจะ เป็นของเสีย ของทิ้งไป แต่ทาง MANUFACTURA ได้ติดต่อเพื่อประสานงานนำมารีไซเคิล กลับมาใช้ใหม่
เพื่อเป็นวัสดุในการพิมพ์3มิติ ผ่าน Arm Bot ลดของเสียและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุด และยั่งยืน

ผลของโครงการนี้เป็นอย่างไร?
3D Printer  ใช้เครื่องอัดรีดหรือหัวฉีดที่ติดตั้งบน แขนหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ของ KUKA KR-150
และใช้การท่อทิศทางที่แม่นยำในการเก็บวัสดุ ทำให้เกิดโครงสร้างที่ซับซ้อน มีประสิทธิภาพ และยั่งยืน
ผู้สาธิตวัสดุมุ่งเน้นไปที่ผนังกั้นขนาดสถาปัตยกรรมผนัง3เหลี่ยม ซึ่งประกอบด้วย 72 ชิ้น ขนาด 20 x 20 ซม.
การผลิตนี้เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาสามสัปดาห์ ซึ่งครอบคลุมทั้งขั้นตอน 3D Printer  และการอบแห้ง เพื่อเวลาใช้งานจะได้แข็งแรง

ชิ้นส่วนสามารถทำซ้ำและประกอบได้อย่างง่ายดาย ช่วยให้ปรับขนาดองค์ประกอบได้อย่างง่ายดาย
อิฐเหล่านี้ผลิตขึ้นอย่างยั่งยืนในลักษณะวงกลม โดยใช้วัตถุดิบจากเศษไม้จาก La Metropolitana
นำมาผ่านกระบวนการเพื่อให้ได้ขนาดที่เหมาะสมที่สุด ขี้เลื่อยส่วนใหญ่อุดมไปด้วย cellulose,hemicellulose,lignin และสารอื่นๆ
ที่จำเป็นที่ต้องการในการใช้งานทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ส่วนประกอบที่ได้ยังแสดงปรากฏการณ์น่าทึ่ง อิฐแต่ละก้อนมีน้ำหนักเฉลี่ย 207 กรัม
รวมเป็น 15 กิโลกรัมสำหรับโครงสร้างทั้งหมด ซึ่งถือว่ามีน้ำหนักเบา และแข็งแรง

ห้องปฏิบัติการของวัสดุและระบบโครงสร้าง (LMSE) ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยแห่งชาติอิสระของเม็กซิโก (UNAM)
ร่วมมือกันอย่างแข็งขันในการวิเคราะห์วัสดุ ด้วยการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์และการทดสอบแรงอัด
ทำให้วัสดุได้รับการประเมินอย่างเข้มงวด ภายใต้การบีบอัด ความยืดหยุ่นที่จำกัดของวัสดุทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนการแตกหักเนื่องจากการจัดเรียง
อย่างไรก็ตาม มีความต้านทานเฉลี่ย 836.5 กก. และความต้านทานเฉลี่ยสูงสุด 20.15 กก./ซม.² ค่าเหล่านี้เทียบเท่ากับอิฐดินเหนียวเผา
ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความต้านทานตั้งแต่ 13.34 ถึง 39.50 กก./ซม.² การสำรวจและการปรับแต่งเพิ่มเติมมีความจำเป็นในการเปิดเผยคุณสมบัติของวัสดุและศักยภาพในทางปฏิบัติได้อย่างเต็มที่

ทางออกที่ยั่งยืนสำหรับปัญหาขยะของเม็กซิโก
ศูนย์กลางของโครงการนี้คือการสร้างคอมโพสิตชีวภาพที่มีศูนย์กลางเป็นขี้เลื่อย ซึ่งส่วนใหญ่มาจากต้น Tzalam
สายพันธุ์พื้นเมืองของเม็กซิโก ไม้ Tzalam ขึ้นชื่อในด้านรูปลักษณ์และมีความแข็งสูง ผสมผสานกับสารยึดเกาะอินทรีย์
และมะนาวเพื่อสร้างเมทริกซ์ที่ทนทานต่อความชื้นและเชื้อรา หลังจากการทดลองอย่างละเอียด
พบว่าขี้เลื่อยจากเครื่องจักร แสดงคุณสมบัติทางกายภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

MANUFACTURA รายงานว่าเม็กซิโกเผชิญกับความท้าทายในแต่ละวันด้วยขยะที่เกิดขึ้นประมาณ 102,895 ตัน
กรมสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติระบุว่าปัจจุบันมีขยะเพียง 9.63% เท่านั้นที่ถูกรีไซเคิล ในขณะที่ 83.93%
ที่สำคัญถูกสะสมในสถานที่กำจัดขั้นสุดท้าย ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษและอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ในขณะเดียวกัน
การผลิตไม้ต่อปีของเม็กซิโกก็สูงถึงประมาณ 9 ล้านลูกบาศก์เมตร น่าเสียดายที่ไม้ส่วนใหญ่ 45-65%
กลายเป็นของเสีย เช่น ขี้เลื่อย และเปลือกไม้ โดยมีมูลค่าทางเศรษฐกิจน้อยที่สุด

ด้วยเหตุนี้ วัตถุประสงค์ของโครงการไม้จึงมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงความยั่งยืนและวิธีการก่อสร้าง
โดยเกี่ยวข้องกับการสกัดวัตถุดิบจากอุตสาหกรรมต่างๆ การสร้างวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
และการใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยเพื่อการผลิตที่มีประสิทธิภาพ แนวทางนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยนของเสียให้เป็นทรัพยากรที่มีคุณค่า
ส่งเสริมความยั่งยืน และสร้างโอกาสในการทำงาน

ความก้าวหน้าในการพิมพ์ 3 มิติจากไม้
นักวิจัย จากมหาวิทยาลัยฮิบรูแห่งเยรูซาเลมได้พัฒนาวัสดุการพิมพ์ 3 มิติที่ทำจากไม้ซึ่งสามารถแปลงร่างเป็นรูปทรงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าได้
ประกอบด้วยแป้งไม้และสารสกัดจากพืช วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมจะบิดเบี้ยวเมื่อแห้งเนื่องจากการวางแนวของเส้นใย แม้ว่าจะได้รับการพัฒนามาก่อนหน้านี้
แต่วัสดุนี้ช่วยควบคุมการระเหยของความชื้นในระหว่างการสะสม ทำให้วัสดุสามารถสร้างวัตถุที่ซับซ้อนได้

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และห้องปฏิบัติการ Charles Stark Draper จัดการกับการตัดไม้ทำลายป่าโดยการพัฒนาวิธีการพิมพ์ทางชีวภาพแบบ 3 มิติ
ด้วยวัสดุคล้ายไม้ วิธีการนี้ใช้เซลล์ที่มีชีวิตจากพืช Zinnia elegans เพื่อสร้างวัสดุที่มีลักษณะคล้ายไม้ ซึ่งอาจปรับเปลี่ยนรูปทรงการผลิตตามต้องการ เช่น เฟอร์นิเจอร์โดยไม่ต้องใช้ต้นไม้
การปรับคุณสมบัติโครงสร้างอย่างละเอียด เช่น ความหนาแน่นและความแข็ง ทำได้โดยการปรับสารเคมีการเจริญเติบโต นวัตกรรมนี้แสดงให้เห็นว่าความยั่งยืนและการออกแบบสามารถมาบรรจบกันได้อย่างไร
ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการผลิตที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม

3D Printer ระบบ FDM ที่ทาง 3DD จำหน่าย