science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Spuitgieten van houtpoeder voor duurzame fabricage

Spuitgieten van houtpoeder met sucrose. Credit:University of Electro-Communications

Biomassamaterialen zoals hout zijn milieuvriendelijke alternatieven voor fossiele grondstoffen. Als voorbeeld, hout is doorgaans niet giftig en CO2-neutraal. Verder, hout kan op een duurzame manier worden geproduceerd door het op de juiste manier planten en snoeien van bomen. Daarom, het gebruik van houtbronnen als industriële materialen is een belangrijk aspect voor het realiseren van een duurzame samenleving.

Het verwerken van hout in industriële toepassingen vereist effectieve verwerkingsmethoden. Houtproducten worden over het algemeen gevormd door snijprocessen omdat de vervormbaarheid van hout minder is dan die van metalen en kunststoffen. Daarom, veel van het oorspronkelijke materiaal wordt tijdens het snijproces omgezet in afvalchips of poeder.

Shohei Kajikawa en collega's van The University of Electro-Communications en Kyoto University ontwikkelden spuitgieten van houtpoeder met sucrose, dat een natuurlijk bindmiddel is, voor het effectief fabriceren van producten op basis van natuurlijke hulpbronnen.

In het vormproces, het bindmiddel plastificeert bij verhitting en het materiaal, die is samengesteld uit de houtdeeltjes en het bindmiddel, vloeit door de vervorming van het bindmiddel en de slip van de deeltjes. Het bindmiddel stolt tussen de deeltjes bij afkoeling, en dan is het materiaal zelfgebonden. De vloeibaarheid van het materiaal is belangrijk voor het verbeteren van de vormbaarheid, en verandert drastisch met de vormomstandigheden, zoals temperatuur en bindmiddelgehalte. Daarom, effecten van toegevoegde sucrose op de vormbaarheid van het houtpoeder werden onderzocht, de vormomstandigheden werden geoptimaliseerd door thermische analyse, capillaire stromingstest en spuitgieten.

Als resultaat, het houtpoeder met de sucrose vloeide bij temperaturen boven 180 ºC, hoewel de stroom beperkt was tot boven 220 ºC vanwege het effect van gassen die vrijkwamen uit de sucrose. Het minimaal vereiste sucrosegehalte voor vloei was 30 gew.% binnen het temperatuurbereik van 180 tot 200 ºC. Het materiaal werd onder geoptimaliseerde omstandigheden in de mal gevuld, en het product met goede oppervlaktetextuur werd gevormd bij een sucrosegehalte van 30 gew.% en 200 ºC.

Deze voorgestelde methode maakt de fabricage van producten van natuurlijk voorkomende materialen mogelijk met een minimale impact op het milieu.