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Estrusione a filo di plastiche da RAEE per la stampa 3D
Provino stampato in 3D in plastica stirenica RAEE
Parte di ricambio per aspirapolvere in plastica riciclata RAEE stampato in 3D
Case di un controller temperatura stampato 3D con plastica RAEE
Provino in plastica riciclata RAEE stampato in 3D
Esempi di modelli CAD per i provini stampati 3D
Plastica RAEE macinata per estrusione
| Organizzazione |
ENEA Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile |
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| Localizzazione della buona pratica |
Roma (Roma) |
| Lingua originale della buona pratica |
Italiano
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| Area | |
| Settore | |
| Partners | |
| Altro Settore |
Stampa 3D; gestione RAEE; produzione AEE
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| Target Groups |
Produttori AEE
Consorzi di produttori AEE Impianti trattamento RAEE Maker rivolti alla stampa 3D con plastica riciclata Pubblica Amministrazione (Università, Scuole, Enti di Ricerca) Enti Locali |
| Tipo di finanziamento |
Programmi nazionali
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| Livello di Applicazione |
Filiera
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| Ambito tematico |
Approccio Integrato per Filiera o Settore
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| Durata |
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| TRL |
non inserito
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Motivazione
Gli impianti di trattamento di rifiuti da RAEE sono principalmente focalizzati sul recupero e la vendita dei metalli. Per raggiungere gli obiettivi minimi stabiliti dalla Direttiva RAEE, è fondamentale il recupero della frazione plastica. La plastica presente in un dispositivo corrisponde mediamente al 30-35% in peso di un dispositivo, ma solo pochi polimeri hanno un mercato del riciclo consolidato. Molti infatti sono ancora in gran parte destinati al recupero energetico, alla discarica o in alternativa alla vendita a costi molto bassi (0,1-0,25 €/kg). Poiché il ricorso a tali forme di gestione non rappresenta una soluzione sostenibile, una possibile soluzione per la valorizzazione delle plastiche RAEE è il loro utilizzo per la produzione di filamenti per stampanti 3D. Tale processo è limitato alle plastiche idonee al processo di estrusione a filo.
Descrizione
L’obiettivo dell’attività è stato quello di valorizzare la frazione plastica stirenica presente nei RAEE mediante lo sviluppo di un processo di riciclo meccanico tramite estrusione di filamenti per stampanti 3D, sperimentando la fattibilità di un potenziale alternativa green al filo commerciale costituito da polimeri stirenici vergini. La reale applicabilità di questa tipologia di rifiuti in plastica per la stampa 3D è stata verificata su plastica appartenente a diversi gruppi di RAEE campionati in due impianti di trattamento: tutti i campioni sono stati sottoposti a identificazione spettrofotometrica e a caratterizzazione chimico-fisica per selezionare i più idonei a questo scopo, ovvero polimericamente omogenei, privi di impurezze e con un basso contenuto di alogeni e composti inorganici. In seguito, sono stati lavati, ridotti a una granulometria inferiore a 4 mm ed estrusi in filamenti di diametro di 1,75 mm.
Risultati
La metodologia applicata ha permesso di dimostrare il potenziale dell’attività sul recupero di materia da RAEE. Una selezione accurata delle frazioni plastiche ha evidenziato che molte delle plastiche stireniche analizzate, sono risultate ottimali per l’estrusione a filo e la successiva stampa. Su altri flussi, nonostante fossero costituiti da polimeri differenti ma compatibili, è stato comunque possibile realizzare un filamento idoneo a buone stampe, valutando sia la qualità dei filamenti prodotti che dei provini realizzati. I filamenti idonei sono stati usati per stampare modelli con differenti geometrie e dimensioni e oggetti con una propria funzione tramite tecniche di stampaggio a produzione additiva (additive manufacturing-AM).
Il recupero del materiale è un’alternativa green e più economica, ad esempio, rispetto al polimero maggiormente impiegato come filo di alimentazione delle stampanti 3D (l’Acrilo-Butadiene Stirene-ABS-vergine, che ha un costo di vendita tra i 20 e 50 €/kg).
Condizioni per la replicabilità
Questo studio ha mostra che, se adeguatamente selezionati e puliti, alcuni di questi flussi di plastica potrebbero essere utilizzati per produrre filamenti di buona qualità per la stampa 3D. Non solo impianti di trattamento o riciclatori di plastica ma anche università, FabLab, scuole, laboratori di ricerca e progettazione potrebbero trarre vantaggio da questa applicazione, lavorando come piccoli siti di riciclaggio della plastica. Tuttavia, le criticità evidenziate, dovrebbero essere approfondite per un’applicazione su scala industriale del processo
Barriere, criticità, limiti
- Altro
Altre criticità
Si tratta di un processo complesso a causa delle diverse dimensioni dei rifiuti da trattare (dallo smartphone al frigorifero), della variabilità dei polimeri impiegati e della presenza di quantità, a volte considerevoli, di additivi, utilizzati per fornire alle plastiche determinate caratteristiche. Il problema principale riscontrato durante l’estrusione dei filamenti è la presenza di piccole inclusioni di materiali diversi che possono rovinare la qualità di un intero lotto: questa criticità può essere risolta solo durante la selezione da parte degli impianti che devono dotarsi comunque degli strumenti per identificare in modo sicuro le plastiche dai dispositivi disassemblati idonee al riciclo meccanico.