Lagret fra søppelhaugen og klar for transformasjon. Nathan Shaiyen / Michigan Tech, CC BY

Folk vil resirkulere hvis de kan tjene penger på å gjøre det. På steder der det tilbys kontanter til bokser og flasker har gjenvinning av metall og glass vært en stor suksess. Dessverre har insentivene vært svakere for resirkulering av plast. Fra og med 2015 bare 9% av plastavfallet blir resirkulert. Resten forurenser søppelfyllinger eller miljøet.

Men nå har flere teknologier modnet det la folk gjenvinne plastavfall direkte ved å 3D-trykke den til verdifulle produkter, til en brøkdel av den normale kostnaden. Folk bruker sin egen resirkulerte plast til å lage dekorasjoner og gaver, produkter til hjemmet og hagen, tilbehør og sko, leker og spill, sportsutstyr og dingser fra millioner av gratis design. Denne tilnærmingen kalles distribuert gjenvinning og tilsetningsstoffproduksjon, eller kort sagt DRAM.

Som professor i materialteknikk ved i forkant av denne teknologienJeg kan forklare - og tilby noen ideer til hva du kan gjøre for å dra nytte av denne trenden.

Hvordan DRAM fungerer

De DRAM-metoden starter med plastavfall - alt fra brukt emballasje til ødelagte produkter.

Fra søppel til skatt - DRAM-flytskjemaet. Joshua M. Pearce, CC BY

Det første trinnet er å sortere og vaske plasten med såpe og vann eller til og med kjøre den gjennom oppvaskmaskinen. Deretter må plasten males til partikler. For små mengder fungerer et tverrskåret papir / CD-makulator fint. For større mengder, åpen kildekode planer for en industriell avfallsplastgranulator er tilgjengelig på nettet.

Deretter har du noen valg. Du kan konvertere partiklene til 3D-skriverfilament ved hjelp av en resyclebot, en enhet som gjør malt plast til de spaghetti-lignende filamentene som brukes av de fleste billige 3D-skrivere.

{vembed Y = b04mUaI-oTU}
En resirkuleringsbot laget i stor grad av 3D-trykte deler.

Filament laget med en 3D-utskrivbar resirkuleringsbot er utrolig billig, koster mindre enn nikkel per pund sammenlignet med kommersiell filament, som koster ca US $ 10 per pund eller mer. Med pandemi som avbryter globale forsyningskjeder, å lage produkter hjemme fra avfall er enda mer tiltalende.

Den andre tilnærmingen er nyere: Du kan hoppe over trinnet med å lage filament og bruke smeltet partikkelfabrikasjon for å 3D-trykke granulert avfallplast direkte til produkter. Denne tilnærmingen er mest mottakelig for store produkter på større skrivere, som kommersiell åpen kildekode GigabotX skriveren, men kan brukes også på stasjonære skrivere.

Granulert plastavfall kan også skrives ut direkte med en sprøyteskriver, selv om dette er mindre populært fordi utskriftsvolumet er begrenset av behovet for å legge sprøyten på nytt.

Min forskningsgruppe, sammen med dusinvis av laboratorier og selskaper over hele verden, har utviklet et bredt utvalg av open source-produkter som muliggjør DRAM, inkludert makuleringsmaskiner, resirkuleringsboter og både smeltet filament og smeltet partikkel 3D-skrivere.

Disse enhetene har vist seg å fungere ikke bare med de to mest populære 3D-utskriftsplastene, ABS og PLA, men også en lang liste over plast du sannsynligvis bruker hver dag, inkludert PET-vannflasker. Det er nå mulig å konvertere plastavfall med et gjenvinningssymbol til verdifulle produkter.

Videre har et "miljøtrykk" -initiativ i Australia vist DRAM kan fungere i isolerte lokalsamfunn uten resirkulering og uten kraft ved å bruke soldrevne systemer. Dette gjør DRAM anvendelig hvor som helst mennesker bor, plastavfall er rikelig og solen skinner - som er omtrent overalt.

Mot en sirkulær økonomi

Forskning har vist at denne tilnærmingen til gjenvinning og produksjon ikke bare er bedre for miljøet, men det er det også svært lønnsomt for individuelle brukere lage sine egne produkter, så vel som for små og mellomstore bedrifter. Å lage dine egne produkter fra åpen kildekode-design sparer deg penger.

Fra avfall til filament til et kamerastativ. Joshua M. Pearce, CC BY

DRAM gjør det mulig å lage tilpassede produkter for mindre enn omsetningsavgiften på konvensjonelle forbrukerprodukter. Millioner av gratis 3D-utskrivbare design eksisterer allerede - alt fra læringshjelpemidler for barn til husholdningsprodukter til adaptive hjelpemidler for leddgiktlidere. Forbrukere 3D-trykker allerede disse produktene, og sparer seg samlet millioner av dollar.

En studie fant MyMiniFactory-brukere sparte over 4 millioner dollar bare på en måned i 2017 bare ved å lage leker selv, i stedet for å kjøpe dem. Forbrukere kan investere i en stasjonær 3D-skriver for rundt US $ 250 og tjene en avkastning på over 100% ved å lage sine egne produkter. Avkastningen på investeringen blir høyere hvis de bruker resirkulert plast. For eksempel, ved å bruke en resirkuleringsbot på datamaskinplast, kan det skrives ut 300 kameralinsehetter til samme pris som en enkelt på Amazon.

Enkeltpersoner kan også tjene på 3D-utskrift for andre. Tusenvis tilbyr sine tjenester i markeder som Makexyz, 3D-nav, ponoko or Skriv ut en ting.

Gigabot X 3D-skriver lager større gjenstander. Samantha Snabes / re: 3D, CC BY

Små selskaper eller fabrikklaboratorier kan kjøpe industrielle skrivere som GigabotX og lage høyt avkastning som trykker stort sportsutstyr som truger, skateboarddekk og kajakkpadler fra lokalt avfall.

Skaler opp

Store selskaper som lager plastprodukter resirkulerer allerede sitt eget avfall. Nå, med DRAM, kan husholdninger også. Hvis mange begynner å resirkulere sin egen plast, vil det bidra til å forhindre den negative innvirkningen som plast har på miljøet. På denne måten kan DRAM gi en vei til en sirkulær økonomi, men den vil ikke være i stand til å løse plastproblemet før det skaleres opp med flere brukere. Heldigvis er vi allerede på vei.

3D-skriverfilament er nå oppført i Amazon Basics sammen med andre "hverdagsartikler", noe som indikerer at plastbaserte 3D-skrivere blir vanlige. De fleste familier har fremdeles ikke en egen 3D-skriver, enn si en reyclebot eller GigabotX.

For at DRAM skulle bli en levedyktig vei til sirkulær økonomi, kunne større verktøy være plassert i bedrifter på nabolaget som små lokale bedrifter, makerspaces, fabrikasjonslaboratorier eller til og med skoler. Frankrike studerer allerede etablering av små bedrifter som ville plukke opp plastavfall på skolene for å lage 3D-filament.

Jeg husker at jeg lagret box-topper for å finansiere grunnskolen min. Fremtidige studenter kan ta med seg rester av plast hjemmefra (etter å ha laget sine egne produkter) for å bidra til å finansiere skolene sine ved hjelp av DRAM.

om forfatteren

Joshua M. Pearce, vit professor i materialvitenskap og elektroteknikk, og elektro- og datateknikk, Michigan teknologisk universitet

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.