เยอรมนีก้าวหน้า รีไซเคิล “พลาสติก” ใช้เป็นใยสำหรับพิมพ์ 3 มิติ
เยอรมนีคิดค้นเทคโนโลยีรีไซเคิลรูปแบบใหม่ เปลี่ยนขยะพลาสติกไปเป็น “เส้นใย” สำหรับใช้ในงานพิมพ์ 3 มิติ ได้สำเร็จ
ในประเทศเยอรมนี ปัญหาขยะพลาสติกพุ่งสูงอย่างไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน โดยในปี 2023 มีรายงานถึงจำนวนขยะพลาสติกในประเทศมากถึง 5.6 ล้านชิ้น โดยมีขยะน้อยกว่า 1 ใน 3 ที่สามารถนำไปรีไซเคิลได้
เพื่อเพิ่มสัดส่วนในการนำไปรีไซเคิลให้สูงขึ้น และเพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุรีไซเคิลที่เพิ่มมากขึ้นในการผลิต ทางสถาบันเทคโนโลยีการผลิตและวัสดุขั้นสูง Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM)
จึงได้ทำการพัฒนาเทคโนโลยีรีไซเคิลขยะแบบใหม่ เปลี่ยนขยะพลาสติกให้กลายเป็นเส้นใยสำหรับใช้ในการการพิมพ์ 3 มิติขึ้นมา
โดยขยะพลาสติกที่ถูกมองว่า ควรนำมาทำรีไซเคิลให้ได้มากขึ้น ก็คือกลุ่ม “ขยะหลังการบริโภค” ซึ่งเป็นขยะในครัวเรือนที่ใช้เพียงครั้งเดียวแล้วทิ้ง โดยพลาสติกจากขยะพวกนี้ จะรีไซเคิลได้ยากกว่าเศษพลาสติกที่เหลือจากโรงงาน เพราะนอกจากจะมีความหลากหลายที่สูงกว่าแล้ว ยังมีความสกปรกติดมาด้วย
เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ ทางทีมนักวิจัยจึงได้ทำการบดขยะพลาสติก ล้าง และแยกวัสดุที่ไม่ต้องการออกจากกัน โดยใช้การแยกแบบ ลอย-ซิงก์ (float-sink separation) หรือกระบวนการแยกวัสดุต่าง ๆ ออกจากกันโดยอาศัยความแตกต่างของ “ความถ่วงจำเพาะ” ของวัสดุแต่ละชนิด โดยใช้ของเหลวที่มีความหนาแน่นค่าหนึ่งเป็นตัวกลางในการคัดแยก
จากนั้นจึงระบุและกำจัดพลาสติกโดยใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดใกล้ (near-infrared technology) พอแยกได้ทั้งหมดแล้ว จึงนำไปบดให้มีขนาดที่เหมาะสม ซึ่งวิธีการดังกล่าว สามารถแยกขยะพลาสติกออกมาได้ในระดับความบริสุทธิ์สูงถึง 99.8%
เมื่อจัดเตรียมขยะพลาสติกแบบที่ต้องการได้แล้ว ทางทีมจะนำเอาพลาสติกดังกล่าวไปแปรรูปเป็น “โพลีโพรพีลีน” หรือพลาสติกอเนกประสงค์ที่มีความทนทาน แตกหักยาก และมีความยืดหยุ่นที่ค่อนข้างมาก ซึ่งใช้เป็นเส้นใยในการพิมพ์ 3 มิติ
วิธีการก็คือการนำขยะพลาสติกที่เตรียมไว้ไปใส่ในในเครื่องอัดรีดอุตสาหกรรม เพื่อผสมวัสดุเข้าด้วยกัน โดยใช้รูปทรงสกรูของเครื่องอัดรีดที่แตกต่างกัน แล้วจึงนำไปหลอมในอุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส จนได้โพลีโพรพีลีนที่เป็นเนื้อเดียวกันออกมา
และเพื่อให้พลาสติกสามารถใช้ในการพิมพ์ 3 มิติได้ ทางทีมนักวิจัยจึงได้ผลิตเส้นใยที่มีรูปร่างกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.002 นิ้ว และมีพื้นผิวเรียบออกมา และปัจจุบันสามารถนำไปใช้งานพิมพ์ 3 มิติได้สำเร็จแล้ว
โดยตอนนี้ทางทีมนักวิจัยกำลังปรับปรุงกระบวนการผลิตให้เหมาะสมมากที่สุด โดยพลาสติกสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้ผ่านการผสมสารเติมแต่ง เช่น นำเส้นใยแก้วมาใช้ในระหว่างการผสม ก็จะทำให้ผลิตส่วนประกอบสำหรับเครื่องบินและยานยนต์ออกมาได้ เป็นต้น