Los soldados en el campo de batalla o en bases remotas a menudo tienen que esperar semanas para obtener piezas de repuesto vitales. Ahora los científicos informan que han encontrado una manera de fabricar muchas de estas piezas en cuestión de horas en condiciones de combate utilizando botellas de agua. cartón y otros materiales reciclables que se encuentran en la base como materiales de partida para la impresión 3D. Dicen que este avance 'revolucionario' podría mejorar la preparación operativa, reducir la dependencia de las cadenas de suministro externas y mejorar la seguridad.

Los investigadores están presentando su trabajo hoy en la 256ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).

"Idealmente, los soldados no tendrían que esperar al próximo camión de suministros para recibir equipo vital, "Nicole Zander, Doctor., dice. "En lugar de, básicamente podrían ir a la cafetería, recoger las botellas de agua desechadas, jarras de leche, cajas de cartón y otros artículos reciclables, luego use esos materiales como materia prima para que las impresoras 3-D hagan herramientas, piezas y otros artilugios ".

Suministro de alimentos a las tropas de combate, combustible, municiones y repuestos es una tarea monumental, requiriendo miles de personal de apoyo, contratistas y fabricantes. En todo, el Departamento de Defensa de EE. UU. tiene un inventario de 5 millones de artículos distribuidos a través de ocho cadenas de suministro distintas, según la Oficina de Responsabilidad del Gobierno de EE. UU. Sin embargo, pocos de estos artículos se almacenan en ubicaciones de primera línea, lo que significa que las tropas en esas áreas pueden experimentar escasez ocasional de materiales importantes. Muchas de estas unidades tienen impresoras 3-D que pueden producir repuestos y otros equipos, pero dependen de materias primas convencionales, como filamentos de plástico disponibles comercialmente, que debe ser requisado, y pueden tardar días, semanas o incluso meses para llegar.

Recientemente, Zander, El capitán del Cuerpo de Marines de los EE. UU. Anthony Molnar y sus colegas del Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. Exploraron la posibilidad de utilizar plástico de tereftalato de polietileno (PET) reciclado como material de partida para las impresoras 3-D. Plásticos PET, encontrado en botellas de agua y refrescos, son materiales de desecho comunes que se encuentran alrededor de las bases, y los investigadores se dieron cuenta de que este material podría ser una materia prima viable. Determinaron que los filamentos de PET, producido por reciclaje, eran tan fuertes y flexibles como los filamentos disponibles comercialmente para impresoras 3D. En pruebas, el equipo utilizó filamentos de PET reciclados para imprimir un soporte de radio de vehículo, una parte militar a largo plazo. Este proceso requirió alrededor de 10 botellas de agua y tardó aproximadamente dos horas en completarse.

Inicialmente, los investigadores determinaron que otros tipos de plástico, como polipropileno (PP), utilizado en envases de yogur o requesón, o poliestireno (PS), utilizado para utensilios de plástico, no eran prácticos para su uso en impresión 3D. Sin inmutarse, el equipo buscó fortalecer el PP mezclándolo con cartón, fibras de madera y otros materiales de desecho de celulosa que se encuentran en bases militares para crear nuevos filamentos compuestos. Además, el PS muy quebradizo se mezcló con PP dúctil para generar un filamento fuerte y flexible.

Los investigadores utilizaron un proceso llamado pulverización por cizallamiento en estado sólido para generar filamentos compuestos de PP / celulosa. En este proceso, plástico y papel triturados, Se pulverizó cartón o harina de madera en una extrusora de doble tornillo para generar un polvo fino que luego se procesó por fusión en filamentos de impresión 3-D. Después de probar usando análisis mecánico dinámico, los científicos concluyeron que los nuevos compuestos habían mejorado las propiedades mecánicas, y podrían utilizarse para fabricar materiales impresos en 3D resistentes.

El equipo de Zander está construyendo un tráiler de reciclaje móvil que permitirá a soldados especialmente entrenados fabricar filamentos de impresión 3D a partir de desechos plásticos. También está explorando formas de imprimir materiales a partir de bolitas de plástico en lugar de filamentos. lo que podría ayudar a los soldados a producir rápidamente piezas y maquinaria más grandes impresas en 3D.

"Todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo procesar mejor estos materiales y qué tipos de aditivos mejorarán sus propiedades, "Dice Zander." Solo estamos rascando la superficie de lo que finalmente podemos hacer con estos plásticos desechados ".