Los soldados en el campo de batalla o en bases remotas a menudo tienen que esperar semanas para obtener piezas de repuesto vitales. Ahora los científicos informan que han encontrado una forma de fabricar muchas de estas piezas en cuestión de horas en condiciones de combate utilizando botellas de agua, cartón y otros materiales reciclables encontrados enbase como materiales de partida para la impresión 3D. Dicen que este avance de 'cambio de juego' podría mejorar la preparación operativa, reducir la dependencia de las cadenas de suministro externas y mejorar la seguridad.
Los investigadores están presentando su trabajo hoy en la 256ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
"Idealmente, los soldados no tendrían que esperar al próximo camión de suministros para recibir equipo vital", dice Nicole Zander, Ph.D. "En cambio, básicamente podrían ir a la cafetería, recoger botellas de agua desechadas, lechejarras, cajas de cartón y otros artículos reciclables, luego use esos materiales como materia prima para impresoras 3D para hacer herramientas, piezas y otros dispositivos ".
Proporcionar a las tropas de combate alimentos, combustible, municiones y piezas de reparación es una tarea monumental, que requiere miles de personal de apoyo, contratistas y fabricantes. En total, el Departamento de Defensa de EE. UU. Tiene un inventario de 5 millones de artículos distribuidos a través de ocho cadenas de suministro distintas, según la Oficina de Responsabilidad del Gobierno de los Estados Unidos. Sin embargo, pocos de estos artículos se almacenan en ubicaciones de primera línea, lo que significa que las tropas en esas áreas pueden experimentar escasez ocasional de materiales importantes. Muchas de estas unidades tienen impresoras 3D que pueden producir piezas de repuesto yotros equipos, pero dependen de materias primas convencionales, como filamentos de plástico disponibles en el mercado, que deben solicitarse, y pueden tardar días, semanas o incluso meses en llegar.
Recientemente, Zander, Capitán del Cuerpo de Marines de EE. UU. Anthony Molnar y sus colegas del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. Exploraron la posibilidad de utilizar plástico reciclado de tereftalato de polietileno PET como material de partida para impresoras 3D. Plásticos PET, encontrados en botellas de agua y refrescos, son materiales de desecho comunes que se encuentran alrededor de las bases, y los investigadores se dieron cuenta de que este material podría ser una materia prima viable. Determinaron que los filamentos de PET, producidos por el reciclaje, eran tan fuertes y flexibles como los filamentos disponibles comercialmente para impresoras 3D.El equipo usó filamentos de PET reciclados para imprimir un soporte de radio del vehículo, una parte militar con mucho tiempo de entrega. Este proceso requirió aproximadamente 10 botellas de agua y tardó aproximadamente dos horas en completarse.
Inicialmente, los investigadores determinaron que otros tipos de plástico, como el polipropileno PP, utilizado en envases de yogur o queso cottage, o el poliestireno PS, utilizado para utensilios de plástico, no eran prácticos para su uso en la impresión 3D.el equipo buscó fortalecer el PP mezclándolo con cartón, fibras de madera y otros materiales de desecho de celulosa encontrados en bases militares para crear nuevos filamentos compuestos. Además, el PS muy frágil se mezcló con PP dúctil para generar un filamento fuerte y flexible.
Los investigadores utilizaron un proceso llamado pulverización por cizallamiento en estado sólido para generar filamentos compuestos de PP / celulosa. En este proceso, se pulverizó plástico triturado y harina de papel, cartón o madera en una extrusora de doble husillo para generar un polvo fino que luego fueprocesado por fusión en filamentos de impresión 3D. Después de realizar pruebas usando análisis mecánico dinámico, los científicos concluyeron que los nuevos compuestos habían mejorado las propiedades mecánicas y que podían usarse para fabricar materiales impresos en 3D.
El equipo de Zander está construyendo un remolque de reciclaje móvil que permitirá a soldados especialmente entrenados fabricar filamentos de impresión 3D a partir de desechos plásticos. También está explorando formas de imprimir materiales a partir de pellets de plástico en lugar de filamentos, lo que podría ayudar a los soldados a producir rápidamente 3D más grandespiezas impresas y maquinaria.
"Todavía tenemos mucho que aprender acerca de cómo procesar mejor estos materiales y qué tipos de aditivos mejorarán sus propiedades", dice Zander. "Estamos rascando la superficie de lo que finalmente podemos hacer con estos plásticos desechados."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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