Методика разрабатывалась на средства внутреннего гранта вуза для выигравших конкурс СНИКов. Устройство представляет собой экструдер, принцип работы которого основан на продавливании расплавленного пластика через формующие отверстия. Предлагаемое решение позволит перерабатывать пластмассу в пруток постоянного диаметра 1,75 мм.
«Мы сравнили полученную нить с промышленным образцом. По нашим подсчетам, качество нашего филамента немного ниже, но этого достаточно для решения многих бытовых задач. А значит, предлагаемое устройство позволяет значительно повысить экономическую эффективность 3D-печати», — рассказал член СНИК Вадим Тимаков.
Существует и несколько подходов к производству таких экструдеров. Однако цена отечественных и импортных аналогов, чей принцип работы был взят за основу в разработке команды из АГУ, стартует от ста тысяч рублей. Себестоимость же полученного устройства вышла в пять раз ниже. Команда построила принципиальную схему устройства, выполнила 3D-печать катушки, на которую производится намотка нити, и разработала программу для использованного в устройстве микроконтроллера Arduino Nano. Он позволяет менять параметры работы.
На следующем этапе разработчики должны были найти оптимальную температуру плавления, вычислить нужную ширину нарезки бутылочного полотна в зависимости от объема вещества и планируемой толщины нити. Кроме того, важно было описать методику определения правильной скорости намотки филамента на бобину. Она зависит целой группы параметров — толщины нарезки, температуры разогрева сопла, мощности двигателя и других факторов.
«Частично параметры мы находили через теоретические расчеты, а часть из них была определена экспериментально. Например, температуру в бытовых условиях здесь можно вычислить только наполовину, так как она сильно зависит от качества и состава пластика», — рассказал Семен Теплоухов.
По его словам, основной целевой аудиторией методики и устройства являются малые группы и энтузиасты, применяющие 3D-печать. Однако возможно их использование и в более сложных условиях, полевых условиях. Например, для военных нужд. В современной армии интересуются технологиями 3D-печати в том числе и из-за широкого применения беспилотных летательных аппаратов. Военных интересует более дешевый и доступный способ получения пластиковых нитей вдали от пункта ремонта в условиях, когда в прямом доступе филамента нет. В глобальном же смысле, повсеместное внедрение недорогих устройств может частично решить проблему выгодной переработки пластиковых бутылок.
Описание и выводы опубликованы в Вестнике АГУ.
Валерия Врубель
