Questo dispositivo ricicla le bottiglie d'acqua di plastica nel filamento per la stampa 3D (ed è open source)

Ecco un prototipo del Polyformer.

La plastica, dal punto di vista ecologico, si è guadagnata nel corso degli anni una pessima reputazione, spesso meritatamente.

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L’organizzazione no-profit per la conservazione degli oceani Oceana riferisce che ogni minuto due camion della spazzatura pieni di plastica finiscono negli oceani del mondo. Si tratta di 33 miliardi di libbre di plastica che finiscono negli oceani ogni anno. Il servizio di mappatura Arcgis dispone di dati cartografici che mostrano che ci sono cinque grandi porzioni di oceano ricoperto di plastica che coprono 20 milioni di chilometri quadrati (7,72 milioni di miglia quadrate). Si tratta di una quantità di plastica sufficiente a ricoprire Alaska, Texas, California, Montana e Nuovo Messico (i cinque stati più grandi degli Stati Uniti per area).

La US Environmental Protection Agency riferisce che gli Stati Uniti hanno generato 35,7 milioni di tonnellate (all’incirca il peso di 17,8 milioni di veicoli Tesla Model 3) di plastica. Nel complesso, solo l’8,7% della plastica prodotta viene riciclata, ma tale percentuale varia in base al tipo di plastica perché diversi tipi di plastica hanno proprietà chimiche molto diverse.

Il PLA, o acido polilattico, è il tipo di plastica più comune utilizzato nella stampa 3D. È un materiale molto facile da usare, aderisce bene al piano di stampa ed è ragionevolmente robusto per molti usi. Si deteriora al sole e può essere fragile, ma la stragrande maggioranza degli articoli che ho realizzato sono stati stampati con il PLA perché funziona bene con le stampanti 3D a estrusione.

Il PLA presenta alcuni vantaggi anche dal punto di vista ecologico. Invece di essere prodotto con combustibili fossili, è prodotto con risorse rinnovabili come mais, manioca, canna da zucchero o polpa di barbabietola da zucchero. Anche il PLA è biodegradabile, sebbene ci siano alcune note a piè di pagina precise a tale affermazione. Non composta bene. Circa la metà del materiale decade nel tempo, ma il resto può rimanere per centinaia o addirittura migliaia di anni. Non vuoi scaricare il PLA nelle discariche per lo stesso motivo. Ma il PLA incenerisce piuttosto bene, senza lasciare residui o fumi tossici.

Quando si tratta di riciclaggio, il PET (o polietilene tereftalato) è una sorta di vincitore. Secondo l’EPA, quasi il 30% di tutto il PET è stato riciclato. Questo è estremamente importante perché il PET è il materiale utilizzato per realizzare bottiglie e barattoli di plastica per l’acqua. Secondo l’Università dell’Indiana del Sud, gli americani consumano 2,5 milioni di bottiglie di plastica ogni ora, la maggior parte delle quali vengono gettate via dopo l’uso.

Anche una variante modificata del PET, nota come PETG (polietilene tereftalato glicole modificato), è piuttosto popolare nella stampa 3D. Il PETG sostituisce il glicole etilenico nel PET con cicloesandimetanolo, che aggiunge sei atomi di carbonio aggiuntivi. Ciò rende la struttura molecolare meno compatta e consente alla plastica di sciogliersi a una temperatura inferiore.

Il PETG si scioglierà a circa 230 gradi C. Al contrario, il PET (la plastica della bottiglia d'acqua) si scioglierà, ma a temperature più vicine a 280 gradi C. Si tratta di un valore vicino al limite massimo dell'intervallo di temperatura per la maggior parte degli estrusori hobbistici su stampanti 3D.

Il fatto che il PET possa tecnicamente essere stampato in 3D apre una semplice domanda: come possiamo trasformare la plastica delle bottiglie d’acqua in un filamento stampabile in 3D?

Reiten Cheng, un designer industriale che si è appena laureato questa primavera all'ArtCenter College of Design di Pasadena, sembra avere una risposta. Ed è open source. Lo chiama il Polyformer.

Meccanismo di estrusione riscaldato Polyformer

L'idea per il Polyformer è semplice. Usa un paio di forbici per tagliare il fondo di una bottiglia d'acqua. Inserire la bottiglia nel Polyformer. Il dispositivo taglia la bottiglia in strisce. Un estrusore riscalda le strisce ed espelle il filamento di plastica. Dalla bottiglia usata al filamento pronto all'uso, è un'idea con potenziale.

Anche se il filamento è disponibile in quantità sempre più piccole, la maggior parte dei filamenti viene venduta in bobine da 1 chilogrammo. Quando ho parlato con Cheng sul suo canale Polyformer Discord, mi ha detto che circa 33 bottiglie avrebbero creato una bobina di filamento da un chilogrammo.

Lo vedo come una grande comunità o un progetto makerspace. Una scuola o uno spazio produttivo potrebbero raccogliere le bottiglie e trasformarle in bobine di filamento.