[发明专利]从真空袋回收尼龙6,6塑料以获得用于3D打印工艺的长丝或粉末的方法

说明书

本发明涉及从真空袋(2)回收尼龙6,6塑料以获得用于3D打印工艺的长丝(9)或粉末的方法。获得长丝(9)的方法包括以下步骤：提供使用过的尼龙6,6真空袋(2)；进行质量控制以检查使用过的真空袋(2)的状态；从使用过的真空袋形成更小的部件(更小的块(3)或球粒)；进行质量控制以检查更小的块(3)或球粒的状态；挤出，由此更小的块(3)或球粒被引入挤出机(15)中，在挤出机中它们被熔化，且熔化的混合物被冷却并通过挤出机(15)的喷嘴(7)排出以生产回收的长丝(9)；以及缠绕，由此从挤出机(15)出来的回收的长丝(9)被卷成线轴(10)。

技术领域

本发明涉及从真空袋回收塑料尼龙6,6以获得用于塑料3D打印的长丝或粉末的方法，例如通过使用熔丝制造(Fused Filament Fabrication，FFF)打印机和/或选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)打印机。

3D打印的航空飞行或非飞行部件能够用这些回收的长丝或粉末生产。作为非飞行部件的例子，能够包括工具或其他制造元件。

背景技术

如今，作为熔丝制造(Fused Filament Fabrication，FFF)的长丝或用于选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)工艺的粉末的基础的原塑料是从原始材料(virgin material)中获得的。对于纤维增强剂观察到相同的情况：它们从对于原纤维已知的传统制造方法中获得。

目前，没有任何用于回收真空袋的工艺或程序，这些真空袋广泛用于预浸材料的固化工艺和/或基于真空的注入工艺，例如LRI、VARTM、RFI等。

然而，有一些方法和工艺用于回收聚酰胺。由于制成真空袋的材料尼龙6,6是聚酰胺家族的一部分，这为广泛用于复合材料工业且能够再用于其它应用的这种材料打开了寻找第二次生命的可能性。

迄今为止，目前回收聚酰胺的方法进行解聚合和再聚合的工艺，如以下专利文件中所公开：

-US 8366977 B2：制作回收的聚酰胺纱的工艺。

-US 2004/0249001 A1：高反应性尼龙的溶液复原工艺及其制品。

-US 6187917 B1：从含聚酰胺的地毯解聚合获得的己内酰胺的提纯工艺。

-US 2004/0186190 A1：基于溶剂的复原和回收聚酰胺材料。

关于回收的增强纤维，目前有从如热解或溶剂分解的碳纤维增强工艺中获得纤维的开发工艺。由于如汽车行业等多个行业的兴趣，这些行动正得到更多的重视。

然而，迄今为止，这些增强剂并没有用于增强增材制造(AdditiveManufacturing)长丝，它们主要用于通过短纤维增强模制制造的非高负载组件。

目前，尼龙6,6不进行组合使用，且利用短纤维增强用于在飞行器中没有结构要求的部件，这些部件通过传统方法制造，例如机加工圆条。此外，它还在航空工业中用于原型和模型的设计以及钻孔模板的制造。

如今，与飞行器中的复合材料部件增加相关的主要问题之一是生产工厂中获得的材料废料/废品的数量，这极其影响部件的生命周期：

-辅助材料/真空袋：在部件固化工艺(高压釜(Autoclave)或OoA)中，需要大量的真空袋，一旦进行固化工艺其就会被扔掉。

-复合材料/纤维增强塑料(FRP)废料：此外，在部件生产中会获得数吨CFRP废料，如今其大多被掩埋。

事实上，随着预期的环境法规变化，这个问题在未来可能会更大，这可能限制材料废品。因此，尽快需要减少和/或回收在复合材料部件生产中获得的材料废品的解决方案。