Sprøjtestøbt træpulver til bæredygtig fremstilling

Biomassematerialer såsom træ er miljøvenlige alternativer til fossile ressourcer. Som et eksempel, træ er typisk ikke-giftigt og kulstofneutralt. Desuden, træ kan produceres på en bæredygtig måde ved passende plantning og trimning af træer. Derfor, brugen af ​​træressourcer som industrielle materialer er et vigtigt aspekt for at realisere et bæredygtigt samfund.

Inkorporering af træ i industrielle applikationer kræver effektive forarbejdningsmetoder. Træprodukter formes generelt ved skæreprocesser, fordi træets deformerbarhed er ringere end metaller og plastik. Derfor, meget af det originale materiale bliver til affaldsspåner eller pulver under skæringsprocessen.

Shohei Kajikawa og kolleger ved University of Electro-Communications og Kyoto University udviklede sprøjtestøbning af træpulver med saccharose, som er et naturligt bindemiddel, for effektivt at fremstille produkter baseret på naturressourcer.

I støbeprocessen, bindemidlet blødgøres ved opvarmning og materialet, som er sammensat af træpartiklerne og bindemidlet, flyder på grund af deformation af bindemidlet og slip af partikler. Bindemidlet størkner mellem partiklerne ved afkøling, og så er materialet selvbundet. Materialets flydning er vigtig for at forbedre formbarheden, og ændrer sig drastisk med støbeforhold, såsom temperatur og bindemiddelindhold. Derfor, effekter af tilsat saccharose på træpulverets formbarhed blev undersøgt, støbeforholdene blev optimeret ved termisk analyse, kapillarstrømningstest og sprøjtestøbning.

Som resultat, træpulveret med saccharose strømmede ved temperaturer over 180 ºC, selvom flowet var begrænset til over 220 ºC på grund af virkningen af ​​gasser udviklet fra saccharose. Det mindste saccharoseindhold, der kræves til flow, var 30 vægt% inden for temperaturområdet 180 til 200 ºC. Materialet blev fyldt i formen under optimerede forhold, og produktet med god overfladetekstur blev støbt ved et saccharoseindhold på 30 vægt% og 200 ºC.

Denne foreslåede metode tillader fremstilling af produkter fra naturligt forekommende materialer med minimal miljøpåvirkning.