Istraživački projekti 2025.-2029.
Održivi materijali u 3D ispisu: eksperimentalna i numerička procjena mehaničkih svojstava recikliranih polimera
Područje tehničkih znanosti/uniri projekti iskusnih znanstvenika
Tehnologija 3D ispisa, posebno metoda spajanja stopljenih niti, postala je dominantna aditivna proizvodna tehnika u posljednjim desetljećima. Razvoj ove tehnologije može se podijeliti u tri razdoblja: stvaranje tehnologije u ranim 1980-im, industrijska primjena od kasnih 1990-ih do 2010., te konzumerizacija od 2010. do danas. Komercijalizacija 3D pisača i razvoj CAD softvera znatno su povećali popularnost ove tehnologije, koja omogućuje brz i učinkovit razvoj proizvodnih alata. Ova sposobnost bila je ključna tijekom pandemije COVID-19 za izradu zaštitne medicinske opreme.
Najčešći materijali za 3D ispis su polilaktid (PLA), akrilonitril butadien stiren (ABS) i akrilonitril stiren akrilat (ASA). Tehnologija se proširila s polimernih na metalne i keramičke materijale, dok je cijena uređaja znatno pala. Prema podacima iz 2018., prodano je preko 19.285 industrijskih i 591.079 komercijalnih 3D pisača samo u SAD-u. Europsko tržište 3D ispisa procijenjeno je na 4,61 milijardu USD u 2020., s očekivanim rastom na 10,12 milijardi USD do 2026.
Međutim, 3D ispis predstavlja i ekološke izazove. Prosječni korisnik potroši oko 24 kg plastike godišnje, a oko 10% uspješnih ispisa postaje otpad. Kao odgovor, predlaže se koncept kružne ekonomije zasnovan na "6R" metodologiji. Ovaj projektni prijedlog fokusira se na recikliranju otpada 3D ispisa za izradu novog filamenta, uz poboljšanje mehaničkih karakteristika recikliranog materijala te eksperimentalnim određivanjem mehaničkih karakteristika recikliranih polimernih materijala. Eksperimentalna ispitivanja uključuju vlačni test, niskociklički zamor, kratkotrajno puzanje te zamor na rotirajuće savijanje. Recikliranjem PLA materijal gubi određene materijalne značajke, pa je potrebno proučiti moguća poboljšanja radi unapređenja mehaničkih karakteristika filamenta i ispisanih uzoraka. Jedan dio projektnog prijedloga posvetit će se i proučavanju standardizacije procesa izrade filamenta od polimernog otpada dobivenog 3D ispisom.
Istraživački tim
Voditelj projekta
Prof. dr. sc. Marino Brčić dipl.ing.
SURADNICI
Prof.dr.sc. Marko Čanađija dipl.ing.
izv. prof. dr. sc. Sanjin Kršćanski dipl. ing.
Prof. dr. sc. Josip Brnić dipl. ing. stroj., professor emeritus
Domagoj Vrtovšnik mag.ing.mech.
Martin Zlatić mag. ing. mech.