Turbine eoliche trasformate in nuovo materiale per la stampa 3D

materiale stampa 3D da riciclo pale eoliche

Un nuovo materiale per la stampa 3D prodotto attraverso la trasformazione di rifiuti di turbine eoliche, grazie agli studi ed alla sperimentazione degli ingegneri della Canadian McGill University e della Ryerson University.

Il nuovo materiale è prodotto attraverso la trasformazione del materiale proveniente dalla macinazione di pale eoliche in fibra fine e dalla successiva integrazione con PLA. La miscela ha dato vita ad un materiale con una maggiore resistenza e rigidità rispetto alla fibra di vetro vergine, con il quale è stato possibile produrre parti stampate in 3D rinforzate.

“Proponiamo una procedura per incorporare fibre di vetro riciclate da pale di turbine eoliche fuori uso in materiali FDM termoplastici puri”, ha affermato il team nel loro documento. “Si prevede che il nostro sistema di riciclaggio riutilizzerà un’enorme quantità di rifiuti delle pale delle turbine, portando a una notevole riduzione delle discariche di materiali delle pale pericolose e dannose”.

stampa 3d materiale riciclato da pale eoliche

Pale eoliche e smaltimento

La fibra di vetro viene spesso impiegata per rinforzare le pale delle turbine a base di compositi, che trasformano l’energia cinetica naturale generata dal vento in una fonte di energia elettrica ecologica.

Tuttavia, nonostante i chiari vantaggi ecologici dell’utilizzo del vento piuttosto che dei combustibili fossili per generare energia, è meno noto che le pale delle turbine a fine vita tendono a essere smaltite tramite discarica o incenerimento.
In passato, i ricercatori hanno studiato strategie meccaniche, termiche e chimiche per il riciclaggio dei rifiuti delle pale delle turbine, ma finora nessuna si è dimostrata praticabile. La trasformazione meccanica è attualmente il metodo più utilizzato ma produce fibre legate in modo instabile, mentre la pirolisi tende a provocare la carbonizzazione.
Dato che le pale sono piene di ingredienti inorganici, il loro smaltimento in discarica può infatti portare al rilascio di gas nocivi, mentre bruciarle è meno dannoso ma produce anche grandi quantità di cenere.

Processo di produzione del materiale 3d

Nello specifico, il nuovo materiale è stato prodotto attraverso la macinazione in un mulino a martelli di sezioni di pale eoliche a fine ciclo vita. La polvere prodotta è stata successivamente miscelata con PLA ed estrusa due volte fino all’ottenimento di un filamento con diametro di 1,75mm. La materia prima seconda ottenuta è stata poi riutilizzata per stampare in 3D una serie di campioni.
I risultati ottenuti attraverso una serie di test in laboratorio, hanno evidenziato una maggiore resistenza alla trazione del nuovo materiale (PLA rinforzato) e valori in termini di rigidità che hanno fatto segnare un aumento fino al 70%. Rispetto al PLA ordinario, i campioni rinforzati al 10% hanno però mostrato una duttilità e resistenza drasticamente ridotte.

stampa 3d materiale riciclato da pale eoliche

Il team ha concluso che i loro campioni hanno dimostrato una fragilità relativamente elevata a causa della loro lunghezza e della fibra corta e che, con ulteriori ricerche, sarà possibile produrre materiali a fibre più lunghe in grado di ottenere un miglioramento delle proprietà meccaniche.

“Entrambe le fibre riciclate, cioè macinate e pirolizzate, hanno mostrato valori di resistenza e rigidità più elevati rispetto alle fibre vergini”, hanno concluso i ricercatori nel loro documento. “Ciò indica che il riutilizzo della fibra di vetro riciclata dalle pale delle turbine eoliche a fine vita non è solo una soluzione che incoraggia l’ambiente, ma anche un concorrente della materia prima di stampa 3D FDM rinforzata con fibre di vetro vergini”.

Visualizza maggiori dettagli sul caso studio inerente il riciclo di materiale proveniente da pale eoliche per la produzione di materiale di stampa 3D.

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