Biodegradowalne filamenty kompozytowe do druku 3D

Biokompozytowy filament do druku 3D powstaje przez połączenie osnowy polimerowej z dodatkową fazą – na przykład ligniną, celulozą, włóknem naturalnym, mączką drzewną, proszkiem roślinnym lub odpowiednio przygotowanym materiałem pochodzącym ze strumienia odpadowego. Taka modyfikacja może służyć zmianie właściwości mechanicznych, reologicznych, termicznych lub funkcjonalnych materiału, ale jednocześnie zwiększa wymagania wobec przygotowania surowców, dozowania, compoundowania i późniejszej produkcji filamentu.

O końcowych właściwościach biokompozytu nie decyduje wyłącznie procentowa zawartość napełniacza. Znaczenie mają również jego skład chemiczny, wilgotność, wielkość i kształt cząstek, długość włókien, gęstość nasypowa, stabilność termiczna, właściwości powierzchni oraz jakość interfejsu pomiędzy napełniaczem i polimerem. Równie ważna jest historia przetwarzania: miejsce podawania składników, konfiguracja ślimaków, czas przebywania, intensywność ścinania, temperatura stopu i sposób odgazowania mogą zmienić zarówno morfologię napełniacza, jak i właściwości samej osnowy.

Dlatego rozwój filamentów z napełniaczami naturalnymi jest zadaniem materiałowo-procesowym. Wymaga przejścia od charakterystyki surowca, przez kontrolowane dozowanie i compoundowanie, aż do stabilnego formowania włókna, chłodzenia, pomiaru geometrii i testów FFF/FDM. Szczególnie ważna jest umiejętność przeniesienia wyników z laboratorium do skali pilotażowej i produkcyjnej bez utraty właściwości materiału i powtarzalności procesu.

Biokompozytowy filament – materiał wielofazowy, a nie polimer z „dodatkiem”

Filament kompozytowy jest materiałem wielofazowym. Jego właściwości wynikają ze współdziałania co najmniej trzech elementów:

• osnowy polimerowej, która tworzy fazę ciągłą,
• napełniacza lub wzmocnienia,
• interfejsu polimer–napełniacz, przez który przenoszone są obciążenia i na którym zachodzą oddziaływania fizyczne lub chemiczne.

W filamentach biokompozytowych drugą fazę mogą stanowić m.in. lignina, celuloza, mikro- i nanoceluloza, włókna roślinne, mączka drzewna, proszki lignocelulozowe oraz odpowiednio przygotowane pozostałości z przemysłu rolnego i spożywczego.

Sam fakt obecności naturalnego składnika nie oznacza jednak automatycznie poprawy właściwości. Napełniacz może działać jako rzeczywiste wzmocnienie, składnik funkcjonalny, modyfikator reologii albo jedynie częściowy zamiennik polimeru. Przy niekorzystnej dyspersji lub słabym interfejsie może również stać się źródłem defektów i pogorszyć właściwości materiału.

Masz napełniacz czy gotowy compound? To pierwsze pytanie technologiczne

Przed doborem wytłaczarki trzeba określić, co rzeczywiście ma wydarzyć się z materiałem w procesie.

Napełniacz → problem → wymaganie dla procesu

Przykład R&D: PLA z materiałem pochodzącym z przetwórstwa pomidorów

Dobrym przykładem pokazującym charakter problemu jest filament PLA zawierający rozdrobniony materiał pochodzenia roślinnego.

Rys. 1. Makrofotografia kompozytowego filamentu PLA z dodatkiem materiału pochodzącego z przetwórstwa pomidorów. Widoczna niejednorodność struktury pokazuje znaczenie przygotowania napełniacza, dyspersji, homogenizacji i kontroli geometrii gotowego filamentu.

W takim projekcie samo określenie receptury, np. „PLA + 10% materiału roślinnego”, jest niewystarczające. Trzeba ustalić:

• z jakiej części biomasy pochodzi napełniacz,
• jak został oczyszczony i wysuszony,
• jaki jest rozkład wielkości cząstek,
• jaka jest gęstość nasypowa i zdolność do stabilnego podawania,
• jakie składniki lotne może wprowadzać do procesu,
• w jakiej temperaturze zaczyna zmieniać swoje właściwości,
• jak zmienia lepkość PLA,
• czy wymaga kompatybilizatora lub modyfikacji powierzchni,
• czy uzyskany filament pozostaje jednorodny geometrycznie i materiałowo.

Badania opublikowane w 2024 r. pokazały możliwość przygotowania filamentów PLA z 5 i 10% mas. proszku z łodyg pomidorów. Jednocześnie większy udział napełniacza zmieniał właściwości materiału, a autorzy wskazywali m.in. na możliwość tworzenia pustek w strukturze kompozytu.^[5]

Jak scharakteryzować napełniacz przed pierwszą próbą?

W projektach z nowym materiałem naturalnym warto rozpocząć od charakterystyki surowca, zanim zostanie on podany do wytłaczarki.

Wilgoć – napełniacz może zmienić bilans wodny całej formulacji

Materiały lignocelulozowe zawierają grupy chemiczne wykazujące silne powinowactwo do wody. Dlatego włókna i proszki naturalne mogą wprowadzać do procesu znaczącą ilość wilgoci nawet wtedy, gdy sam granulat polimerowy został prawidłowo wysuszony.

W kompozytach włókno–PLA wilgoć ma dwa znaczenia. Po pierwsze wpływa na strukturę samego napełniacza i interfejs. Po drugie PLA jest poliestrem podatnym na hydrolityczne skracanie łańcuchów w podwyższonej temperaturze.

W efekcie niewystarczająca kontrola wilgoci może prowadzić do:

• zmian lepkości stopu,
• niestabilności ciśnienia i wydatku,
• powstawania porów i pęcherzy,
• pogorszenia powierzchni filamentu,
• zmian interfejsu polimer–włókno,
• spadku powtarzalności kolejnych partii.

Badania starzenia kompozytów juta/PLA pokazują ponadto, że absorpcja wody w gotowym materiale może prowadzić do degradacji interfejsu i pogorszenia właściwości mechanicznych.^[7]

Specyfikacja wilgotności powinna więc obejmować nie tylko polimer, ale także napełniacz i – w projektach szczególnie wymagających – gotowy compound.

Stabilność termiczna – temperatura strefy grzejnej nie jest temperaturą włókna

Materiały roślinne są bardziej wrażliwe na działanie temperatury niż wiele klasycznych napełniaczy mineralnych. Nie oznacza to jednak, że można przypisać wszystkim włóknom naturalnym jedną uniwersalną „temperaturę maksymalną”.

Rzeczywiste oddziaływanie cieplne zależy od:

• rodzaju włókna,
• jego wilgotności,
• składu lignocelulozowego,
• czasu przebywania,
• temperatury rzeczywistej stopu,
• energii generowanej przez ścinanie.

Badania wybranych włókien naturalnych prowadzone w warunkach odpowiadających temperaturom przetwórstwa termoplastów potwierdzają, że ekspozycja cieplna może zmniejszać ich wytrzymałość i odkształcenie przy zerwaniu.^[6]

Z tego względu właściwym podejściem jest określenie stabilności konkretnego napełniacza oraz minimalizowanie niepotrzebnej historii cieplnej, a nie korzystanie z jednej temperatury granicznej dla całej grupy materiałów naturalnych.

Interfejs polimer–napełniacz: gdzie powstaje rzeczywiste wzmocnienie?

Aby włókno lub cząstka mogły przenosić obciążenie, naprężenie musi zostać przekazane z osnowy na napełniacz przez ich powierzchnię kontaktu.

Jeżeli interfejs jest słaby, napełniacz może zostać wyrwany z osnowy przed wykorzystaniem swojego potencjału mechanicznego. W mikroskopii powierzchni przełomu objawia się to m.in. pustkami, śladami pull-out i słabym zwilżeniem powierzchni.

Na jakość interfejsu wpływają:

• chemia powierzchni napełniacza,
• energia powierzchniowa obu faz,
• zwilżanie cząstek przez stop,
• obecność zanieczyszczeń,
• wilgoć,
• modyfikacja powierzchni,
• kompatybilizatory i środki sprzęgające.

Dlatego przy problemach z właściwościami biokompozytu nie wystarczy zwiększyć energii mieszania. Jeżeli podstawowym ograniczeniem jest interfejs, intensywniejsze ścinanie może poprawić rozprowadzenie cząstek, ale nie rozwiąże chemicznej niekompatybilności faz.

Dyspersja i dystrybucja – to nie jest ten sam problem

W technologii compoundingu warto rozróżnić dwa mechanizmy mieszania.

Mieszanie dystrybucyjne

Jego zadaniem jest rozmieszczenie składników w całej objętości materiału. Dobrze rozprowadzony napełniacz nie musi być jeszcze dobrze zdyspergowany.

Mieszanie dyspersyjne

Jego zadaniem jest rozbijanie aglomeratów i ograniczanie lokalnych skupisk drugiej fazy. Wymaga większych lokalnych naprężeń i dlatego musi być dobierane ostrożnie w przypadku włókien podatnych na mechaniczne skracanie.

To prowadzi do jednego z najważniejszych kompromisów w projektowaniu biokompozytu:

Długość włókna po compoundowaniu jest ważniejsza niż przed compoundowaniem

W przypadku materiałów włóknistych początkowa długość włókien opisuje jedynie surowiec. Dla właściwości gotowego kompozytu znaczenie ma rozkład długości po przejściu przez wytłaczarkę.

Badania twin-screw wykazały, że włókna lignocelulozowe mogą ulegać intensywnemu skracaniu szczególnie po wprowadzeniu do uplastycznionej osnowy oraz podczas przejścia przez strefy mieszające.^[2]

Jednocześnie zależność nie sprowadza się do zasady „większe obroty = większe zniszczenie”. Badania PLA z włóknami bambusowymi i miskantem pokazały, że zmiana obrotów i wydajności wpływa równocześnie na lepkość, czas przebywania i stopień wypełnienia, a przez to także na końcową długość włókien.^[1]

W projektach z włóknem należy więc analizować co najmniej:

• początkową długość włókna,
• lokalizację jego podawania,
• konfigurację bloków ugniatających,
• prędkość ślimaków,
• wydajność,
• stopień wypełnienia,
• lepkość osnowy,
• czas przebywania,
• końcowy rozkład długości włókien.

SME – użyteczny parametr porównawczy, ale nie cel sam w sobie

Specific Mechanical Energy – SME – opisuje ilość energii mechanicznej dostarczanej przez układ ślimakowy w odniesieniu do ilości przetwarzanego materiału.

W pracach nad biokompozytem SME jest użytecznym parametrem porównawczym, ponieważ zmiany prędkości ślimaków, momentu obrotowego i wydajności wpływają na rzeczywistą intensywność procesu.

SME może pomagać w interpretacji:

• stopnia dyspersji,
• deaglomeracji,
• skracania włókien,
• generacji ciepła wskutek ścinania,
• różnic pomiędzy próbami i skalami urządzeń.

Nie należy jednak traktować wysokiego SME jako celu. Dla wielu kompozytów korzystna jest raczej najniższa energia procesu zapewniająca wymaganą morfologię i powtarzalność materiału.

Lignina – potencjał funkcjonalny, ale wynik zależy od formulacji

Lignina nie jest jednym, jednorodnym surowcem. Jej właściwości zależą od źródła biomasy i metody izolacji, dlatego lignina kraft, organosolv czy lignosulfoniany mogą zachowywać się w polimerze odmiennie.

Badania filamentów PLA z ligniną organosolv pokazały, że dla badanej formulacji udział 3–5% poprawiał moduł Younga i adhezję międzywarstwową.^[4] Nie oznacza to jednak, że taki poziom jest uniwersalnie optymalny.

Inne prace pokazują możliwość otrzymywania materiałów o znacznie wyższym udziale ligniny, ale wymaga to modyfikacji formulacji, m.in. poprzez plastyfikację i poprawę dyspersji.

W praktyce przy PLA/lignina należy ocenić:

• typ i czystość ligniny,
• rozkład wielkości cząstek,
• temperaturę przemian i stabilność cieplną,
• wpływ na lepkość,
• wpływ na kruchość,
• dyspersję,
• interakcję z PLA,
• wpływ na wydruk i adhezję międzywarstwową.

CNF i nanoceluloza – im mniejsza skala, tym trudniejsza kontrola dyspersji

Nanowłókna celulozowe mają bardzo dużą powierzchnię właściwą i silną skłonność do wzajemnych oddziaływań. Jest to korzystne z punktu widzenia potencjalnego wzmocnienia, ale jednocześnie komplikuje ich jednorodne wprowadzenie do osnowy.

Przy niewłaściwym przygotowaniu CNF mogą tworzyć agregaty, które nie tylko ograniczają wykorzystanie właściwości nanowłókien, ale mogą również działać jak lokalne defekty.

Badania z 2023 r. nad CNF/PLA do FDM wykorzystały specjalnie zaprojektowaną metodę poprawy dyspersji oraz wytłaczanie dwuślimakowe do przygotowania filamentu.^[3]

To pokazuje, dlaczego przy nanonapełniaczach szczególnego znaczenia nabierają:

• sposób przygotowania powierzchni,
• stan aglomeracji przed dozowaniem,
• kolejność przygotowania compoundu,
• intensywność dyspersji,
• rzeczywista morfologia po wytłaczaniu.

Dozowanie – proces może być ograniczony jeszcze przed wytłaczarką

Drobny proszek, włókno lub lekki materiał lignocelulozowy może mieć bardzo małą gęstość nasypową i słabe właściwości przepływowe.

W praktyce występują problemy takie jak:

• mostkowanie w zasobniku,
• kanałowanie materiału,
• pulsacyjne podawanie,
• niestabilne napełnianie ślimaka dozownika,
• pylenie,
• zmiana strumienia po zmianie zagęszczenia materiału.

Dlatego dobór dozownika powinien wynikać z właściwości materiału sypkiego, a nie tylko z wymaganej wartości kg/h.

W projektach R&D szczególne znaczenie ma dozowanie grawimetryczne, ponieważ pozwala kontrolować rzeczywisty strumień masowy napełniacza i oddzielić efekt receptury od błędu podawania.

Side feeder – sposób na skrócenie historii termomechanicznej napełniacza

Jeżeli napełniacz nie musi uczestniczyć w procesie topienia osnowy, można rozważyć wprowadzenie go dopiero do już uplastycznionego polimeru.

Podajnik boczny może umożliwić:

• skrócenie czasu przebywania włókna w wytłaczarce,
• ograniczenie ekspozycji cieplnej,
• zmniejszenie niepotrzebnego ścinania,
• oddzielenie strefy topienia od strefy wprowadzania napełniacza,
• bardziej świadome projektowanie późniejszej dyspersji.

Nie oznacza to jednak, że późniejsze podanie jest zawsze korzystniejsze. Zbyt późne wprowadzenie napełniacza może ograniczyć czas potrzebny do jego zwilżenia i równomiernego rozprowadzenia.

Pozycja side feedera powinna więc wynikać z kompromisu pomiędzy ochroną napełniacza i potrzebną intensywnością compoundowania.

Wytłaczarka jednoślimakowa czy dwuślimakowa?

Gotowy compound biokompozytowy

Jeżeli producent otrzymuje już jednorodny materiał, a zadaniem linii jest stabilne przetworzenie go na filament, wytłaczarka jednoślimakowa może być właściwym rozwiązaniem.

Tworzenie nowego biokompozytu

Jeżeli proces ma łączyć osnowę z napełniaczem, rozbijać aglomeraty, kontrolować dyspersję, wprowadzać kilka składników lub prowadzić odgazowanie, większą elastyczność daje wytłaczarka dwuślimakowa.

Segmentowa konstrukcja ślimaków pozwala projektować kolejne funkcje:

podawanie → uplastycznianie → mieszanie → wprowadzenie napełniacza → dyspersja → odgazowanie → homogenizacja → budowanie ciśnienia.

Oferta SiTech3D obejmuje zarówno układy jedno-, jak i dwuślimakowe, ponieważ ich właściwy dobór powinien wynikać z rzeczywistego zadania materiałowego, a nie z założenia, że jedna konstrukcja jest uniwersalnie lepsza od drugiej.

Odgazowanie – nie tylko usuwanie widocznych pęcherzy

Woda i inne składniki lotne mogą pochodzić z:

• osnowy,
• napełniacza,
• substancji powierzchniowych,
• produktów ubocznych procesu,
• degradacji termicznej formulacji.

W zależności od materiału stosuje się odpowietrzanie atmosferyczne lub próżniowe. Skuteczność odgazowania zależy jednak również od lokalnego stopnia wypełnienia kanałów, powierzchni swobodnej stopu oraz właściwego miejsca strefy odgazowującej.

Jeżeli w obszarze próżniowym kanały są całkowicie wypełnione stopem, sam wysoki poziom podciśnienia nie zapewni efektywnego usuwania lotnych składników.

Granulować compound czy od razu produkować filament?

W pracach badawczych proces dwuetapowy często ułatwia ustalenie, czy problem pochodzi z formulacji, czy z samego downstreamu filamentowego. W produkcji seryjnej decyzję należy podejmować również z uwzględnieniem ekonomiki, automatyzacji oraz odporności procesu na zakłócenia.

Jak kontrolować sam proces compoundowania?

Do oceny procesu nie wystarczają nastawy zadane na panelu maszyny. Warto korelować dane rzeczywiste z właściwościami compoundu.

Jakie badania wykonać po compoundowaniu?

Zakres badań powinien wynikać z celu materiału, ale przy rozwoju nowego filamentu kompozytowego szczególnie użyteczne mogą być:

• SEM lub mikroskopia – dyspersja, aglomeraty, powierzchnia przełomu, pull-out włókien,
• DSC – przemiany termiczne i krystalizacja,
• TGA – stabilność termiczna formulacji,
• reologia lub MFR/MVR – zmiany zachowania stopu,
• analiza długości włókien po procesie – dla materiałów włóknistych,
• oznaczenie wilgotności,
• badania mechaniczne,
• badania absorpcji wody, jeśli są istotne dla zastosowania.

Najważniejsze jest jednak powiązanie wyników z warunkami konkretnej próby. Sama fotografia SEM bez wiedzy o konfiguracji ślimaków, wydajności, SME, temperaturze i sposobie dozowania ma ograniczoną wartość dla optymalizacji technologii.

Od compoundu do filamentu – druga połowa problemu

Materiał może być dobrze zdyspergowany i jednocześnie nie nadawać się jeszcze do stabilnej produkcji filamentu.

Napełniacz zmienia bowiem:

• lepkość i elastyczność stopu,
• pęcznienie po wyjściu z głowicy,
• przewodnictwo cieplne,
• tempo chłodzenia,
• skurcz,
• sztywność gotowego włókna,
• tarcie powierzchniowe.

Dlatego linia musi stabilizować nie tylko compoundowanie, ale również:

wypływ → formowanie → chłodzenie → pomiar → odciąg → nawijanie.

Profesjonalne linie produkcyjne filamentów SiTech3D mogą być konfigurowane z układami jedno- lub dwuślimakowymi, systemami dozowania, pomiarem online oraz downstreamem dobieranym do właściwości materiału.

Diagnostyka: typowy objaw i możliwe źródło problemu

Kontrola geometrii – kompozyt nadal musi być filamentem precyzyjnym

Niezależnie od innowacyjności formulacji produkt przeznaczony do FFF/FDM musi mieć stabilną geometrię.

Kontroli wymagają:

• średnica,
• owalność,
• krótkookresowa zmienność średnicy,
• lokalne zgrubienia i przewężenia,
• powierzchnia,
• pory i wtrącenia,
• powtarzalność wzdłuż całej szpuli.

Szczegółowo problem ten omawiamy w artykule Filament do drukarki 3D – od tego zależy jakość Twojego produktu.

Laboratoryjny rozwój biokompozytu – czego naprawdę trzeba się dowiedzieć?

Przy nowym napełniaczu pierwszym celem nie powinno być osiągnięcie maksymalnej wydajności.

Najpierw trzeba określić:

• czy materiał można stabilnie dozować,
• jakie przygotowanie napełniacza jest wymagane,
• czy konieczna jest kompatybilizacja,
• jakiego mieszania wymaga formulacja,
• jak zmienia się reologia,
• jak zachowuje się włókno podczas ścinania,
• czy konieczny jest side feeder,
• czy potrzebne jest odgazowanie,
• jakie jest stabilne okno termiczne,
• czy compound daje się przetworzyć do postaci filamentu,
• czy filament zachowuje stabilność podczas FFF/FDM.

Laboratoryjne linie do badań materiałów na filamenty umożliwiają prowadzenie takich prac przy ograniczonej ilości surowca i świadome powiązanie parametrów procesu z właściwościami produktu.

Scale-up – ten sam skład nie oznacza tych samych warunków procesu

Przeniesienie biokompozytu z małej wytłaczarki laboratoryjnej na większą jednostkę zmienia historię termomechaniczną materiału.

Zmienić mogą się:

• czas przebywania,
• stopień wypełnienia ślimaków,
• SME,
• bilans cieplny,
• intensywność mieszania,
• końcowa długość włókna,
• temperatura rzeczywista stopu,
• wydajność odgazowania,
• struktura i dyspersja napełniacza.

Dlatego skalowanie powinno opierać się na zachowaniu krytycznych funkcji procesu, a nie na mechanicznym przenoszeniu prędkości ślimaków czy nastaw temperatur.

Co warto przesłać do analizy projektu?

Jeżeli celem jest sprawdzenie możliwości wykorzystania włókna, proszku, ligniny, celulozy, biomasy lub innego napełniacza w produkcji filamentu, warto przygotować możliwie pełny pakiet danych wejściowych.

Osnowa

• producent i dokładny gatunek polimeru,
• TDS,
• MFR/MVR lub dane reologiczne,
• warunki suszenia,
• zalecane temperatury przetwarzania.

Napełniacz

• pochodzenie materiału,
• planowany udział,
• wilgotność,
• granulometria lub długość włókien,
• gęstość nasypowa,
• dane TGA/DSC, jeśli są dostępne,
• informacje o obróbce powierzchniowej,
• informacje o zmienności kolejnych partii.

Cel

• badania materiałowe,
• opracowanie compoundu,
• filament do prób FFF/FDM,
• skala pilotażowa,
• produkcja seryjna.

Produkt

• średnica filamentu,
• wymagana tolerancja,
• oczekiwana wydajność,
• masa i typ szpuli,
• docelowe właściwości materiału lub wydruku.

Najczęściej zadawane pytania

Czy każdy naturalny napełniacz wzmacnia PLA?

Nie. Wynik zależy od właściwości napełniacza, jego udziału, geometrii, dyspersji, długości włókien oraz jakości interfejsu z osnową. Nieprawidłowo zdyspergowany składnik może działać jak defekt.

Czy można po prostu zmielić biomasę i dodać ją do PLA?

Technicznie samo zmieszanie jest możliwe, ale nie jest to wystarczające do budowy powtarzalnego procesu. Trzeba określić co najmniej wilgotność, granulometrię, stabilność termiczną, gęstość nasypową i zmienność składu materiału.

Czy większa prędkość ślimaków zawsze bardziej niszczy włókna?

Nie. Końcowa długość włókien zależy od całej historii przetwarzania: konfiguracji ślimaków, prędkości, wydajności, lepkości, stopnia wypełnienia, czasu przebywania i skumulowanego odkształcenia. Prędkości ślimaków nie należy analizować w oderwaniu od pozostałych parametrów.

Czy do biokompozytu zawsze potrzebna jest wytłaczarka dwuślimakowa?

Nie. Twin-screw jest szczególnie użyteczny wtedy, gdy trzeba stworzyć compound i kontrolować mieszanie oraz dyspersję. Gotowy, jednorodny compound może być później przetwarzany na filament w odpowiednio dobranym układzie jednoślimakowym.

Po co stosuje się side feeder?

Umożliwia podanie napełniacza po wcześniejszym uplastycznieniu osnowy, co może skrócić jego czas przebywania i ograniczyć niepotrzebną ekspozycję na temperaturę i ścinanie. Punkt podawania musi być jednak dobrany do wymagań dyspersji.

Czy biokompozyt z naturalnym napełniaczem jest automatycznie biodegradowalny lub kompostowalny?

Nie. Zachowanie produktu zależy od całego składu, osnowy, dodatków i konkretnych warunków końca życia. Pochodzenie napełniacza nie wystarcza do deklarowania kompostowalności gotowego filamentu.

Jak rozpocząć rozwój nowego biokompozytu?

Od charakterystyki osnowy i napełniacza oraz zdefiniowania funkcji, jaką ma pełnić druga faza. Następnie należy opracować warianty formulacji, sprawdzić dozowanie i compoundowanie, ocenić morfologię oraz reologię, wytworzyć filament i dopiero później przejść do prób FFF/FDM oraz skalowania.

Powiązane technologie i artykuły SiTech3D

• Laboratoryjne linie do badań materiałów na filamenty
• Linie produkcyjne filamentów do drukarek 3D
• Wytłaczarki dwuślimakowe
• Wytłaczarki jednoślimakowe
• Dozowanie grawimetryczne
• Biodegradowalny filament – materiały i produkcja
• PLA – właściwości, synteza i przetwórstwo
• Jakość filamentu – geometria i kontrola procesu

Wybrane źródła naukowe

1. Gamon G., Evon Ph., Rigal L., Twin-screw extrusion impact on natural fibre morphology and material properties in poly(lactic acid) based biocomposites, Industrial Crops and Products, 2013, 46, 173–185.
2. Berzin F., Vergnes B., Beaugrand J., Evolution of lignocellulosic fibre lengths along the screw profile during twin screw compounding with polycaprolactone, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2014, 59, 30–36.
3. Zhang Z., Wang W., Li Y., Fu K., Tong X., Cao B., Chen B., 3D printing of cellulose nanofiber/polylactic acid composites via an efficient dispersion method, Composites Communications, 2023, 43, 101731.
4. Zaidi S.A.S. i wsp., Evaluating the Stability of PLA-Lignin Filament Produced by Bench-Top Extruder for Sustainable 3D Printing, Materials, 2023, 16, 1793.
5. Pemas S. i wsp., Valorization of Tomato Agricultural Waste for 3D-Printed Polymer Composites Based on Poly(lactic acid), Polymers, 2024, 16, 1536.
6. Thomason J.L., Rudeiros Fernández J.L., Thermal degradation behaviour of natural fibres at thermoplastic composite processing temperatures, Polymer Degradation and Stability, 2021, 188, 109594.
7. Hygrothermal aging and structural damage of a jute/poly(lactic acid) composite observed by X-ray tomography, Composites Science and Technology, 2019, 173, 15–23.