filament PET pour imprimante 3D

[polo974]

Bonjour à tous,

J'ai une (série de) question(s) de presque novice en terme de matière plastique:
On voit des bobines de PET (très chères à mes yeux) et d'un autre coté, les bouteilles de flotte pèsent environ 30g pièce, donc on a vite fait d'avoir une belle quantité de matière première, sauf que....

Le PET est un semi cristalin et le pourcentage varie selon comment on le chauffe et refroidi (perso, ça ne me dérange pas outre mesure qu'il perde sa transparence).
Mais le plus ennuyeux est qu'il est sensible à l'humidité quand on le chauffe et qu'il se dégrade, enfin, c'est ce qu'on lit...

J'ai déjà un usage assez rustique du PET issue de bouteille: la réparation au fer à souder de pièces plastiques (hors PE et PP), ça me fait un plastique relativement solide. Je répare, entre autre ma reprap et mon pare-choc de voiture avec ça et quand ça craque de nouveau, c'est à coté... Bref, c'est plus solide que du PLA ou de l'ABS "natifs".

Bref, est-il facile de recycler le PET de bouteille de manière artisanale (voire micro industrielle) pour en faire du filament?

J'ai un usage assez simple du filament, pas de réel soucis de couleur, épaisseur de couche 0,5 mm et buse de 0,8 mm. Bref, l'aspect n'est pas essentiel, vu que c'est pour un produit semi-fini.

Je trouve bien des débuts d'essais plus ou moins réussis (plutôt moins, en fait), mais pas de méthode assez sûre pour me lancer à investir quelques centaines d'euros. J'ai une conso assez conséquente pour envisager une production locale, et quelques autres ici pourraient être intéressés vu les coûts de transport et autres frais de douane...

Donc, en partant de bouteilles d'eau propres, il me faudrait à priori un broyeur (mécaniquement dangereux) mais je n'exclus pas une alternative thermique en mettant sous forme de fibres genre barbe à papa (pour donner un début d'idée). Toute idée raisonnable est bien venue.

Une fois la matière facilement transportable par vis (granulés ou brins), il me faudrait le classique extrudeur de filament dont on voit des variantes un peu partout.

Sauf que, comment se comporte réellement le PET dans ce genre de traitement? (élévation en température aux environs de 250 °C)

Y a-t-il des étapes vraiment obligatoires de séchage (humidité 85% habituel ici...)?
Peut-on additiver la matière première avec des poudres encore hydrophile (genre plâtre ou ciment) pour neutraliser l'humidité?
Doit-on contrôler la vitesse de refroidissement?
...? (c'est sûr que j'en oublie)

Merci d'avance pour toutes les réponses.

(PS: avez-vous entendu parlé du PEF ? ça semble sympa comme matière...)
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[polo974]

Allo....

Bon, moi j'ai l'excuse d'un cyclone qui est passé dans le coin, mais vous ? ? ?

Juste pour vous montrer que ce n'est pas foncièrement débile: une bouteille = 33 g (en moyenne), donc avec 4 pack de 8 bouteilles, on a plus d' 1 kg de matière première. À moins que ce ne soit le fait de boire autant d'eau qui vous freine...

[Zozo_MP]

Bonjour Polo974

Nous attendions de savoir si tu allais en réchapper du cyclone

Dans l'ordre

Donc, en partant de bouteilles d'eau propres, il me faudrait à priori un broyeur (mécaniquement dangereux)

Quand tu dis propre cela sous entend que tu as retirer les étiquettes qu'elle soient en papier ou en PVC rétractable. (tout ce qui est encre et matière colorée est à éviter si possible)

Un broyeur mécanique à lame n'est pas dangereux car entièrement cartérisé. Par contre dans le produit déchiqueté tu vas avoir des grosses différences de granulométrie surtout si tu broie le col.
Je serais toi je couperais le col avant déchiquetage en plus tu pourras voir un broyeur moins puissant et une meilleure granulométrie.
Tu parles de process semi industriel donc tu peux avoir une tâche de tranchage des cols (à voir selon la puissance de ton broyeur

Une fois la matière facilement transportable par vis (granulés ou brins), il me faudrait le classique extrudeur de filament dont on voit des variantes un peu partout.

Je pense que c'est une erreur de passer directement du broyat au filament. Tu as remarqué que les fabricants de bouteilles d'eau minérale ne font un mélange que de 15% et souvent moins de matière recyclée. Ce n'est pas par hasard car les propriétés mécaniques doivent être maîtrisées.
De plus il faut que ton broyat soit sec (attention au taux d'humidité relatif à La Réunion qui est comme tu le dit

(humidité 85% habituel ici...)

)

Tu aurais surement intérêt à faire du granulé en incorporant une bonne partie de matière noble en granulé.
Ensuite tu extrudes ton filament avec une machine qui n'utilise que du granulé ainsi tu auras une matière plus homogène et surtout exempt d'impureté pour extruder ton filament qui est d'un petit diamètre

Sauf que, comment se comporte réellement le PET dans ce genre de traitement? (élévation en température aux environs de 250 °C)

Dès le début du processus de fabrication des bouteilles il subit plusieurs chocs thermique sans être affectées. Tant que tu n'a pas de trace de cramé tout vas bien.

Peut-on additiver la matière première avec des poudres encore hydrophile (genre plâtre ou ciment) pour neutraliser l'humidité?

Non plus tu vas commencer à mettre des additifs et plus tu auras des problèmes avec le chauffage qui sera inhomogène. Surtout le plâtre qui est allergique à la température et de plus très abrasif pour la vis de ton extrudeuse.
Tous ce qui est additifs est très difficile à maîtriser je me rappelle que justement un perte de solidité de pièces étaient due à trop d'additifs variés. (le mieux et l'ennemi du bien)

Doit-on contrôler la vitesse de refroidissement?

ce n'est pas nécessaire car après la première extrusion pour le granulé, tu as la guillotine qui fait que le granulé est déjà à moins de 60°.

Pour le séchage utilise un ventilateur cyclonique (nooouuun !!!!!!! pas taper la tête )

Cordialement

[tchitchou]

Salut M. Zozo_MP,

ce n'est pas nécessaire car après la première extrusion pour le granulé, tu as la guillotine qui fait que le granulé est déjà à moins de 60°.

juste une précision, Polo veut faire du fil pour l'extruder avec une imprimante 3D.
Pas du granulé pour passer dans une presse à injecter.

Les diamètres usuels pour les imprimantes 3D sont 1,75 et 3mm.
Évidemment, le respect de ce diamètre "tout du long" conditionne le bon fonctionnement de la machine, et/ou un bon fini des pièces.

Du coup.. l'histoire ne s'arrête pas à la sortie.. je suppose, refroidissement.. Ptet un enroulage asservi..

J'ai déjà croisé des vidéos de particuliers ayant réussi le défi, je vais voir si je les retrouve.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tchitchou]

Oups, j'ai lu trop vite..

Polo veut bien une étape "granulés"..
Ceci cit.. ça veut dire faire fondre la matière deux fois.. C'est gâcher, non ?

Et j'ai retrouvé des projets ;
http://www.instructables.com/id/Buil...actory-Filame/

http://www.instructables.com/id/Home...ment-Extruder/

Encore désolé

[Zozo_MP]

Pas de problème Tchitchou

Pour la double opération de chauffage tu as raison sauf que de maîtriser les deux opérations en une seule fois me paraît plus risqué notamment à cause de l'humidité et des granulats peu homogène. Si tu as des bulles d'air même petites ton filament sera plus cassant du fait du faible diamètre.

Si tu trouve d'autre sources notre Polo974 éminent membre de ce forum sera très intéressé.

Cordialement

[tchitchou]

Et les liens que j'avais en tête, croisés à l'époque où ça me trottait aussi dans la tête.

http://forums.reprap.org/read.php?110,751609
Dans le message, il y a des liens, vers des messages qui contiennent des liens.. Tirez sur le fil..

http://forums.reprap.org/read.php?110,107846
Liens itou.

[polo974]

Bonsoir,
Désolé pour le temps de réponse, mais ces derniers jours, il faudrait qu'ils fassent 48h pour que j'y case tout ce que je voudrai faire...

Donc merci pour les liens, je ne les avais pas encore tous trouvé... (petit aparté le site reprap semble s'essouffler, y a-t-il une relève quelque-part?)

Revenons à nos moutons...
Perso, je n'avais pas spécialement envie de passer par la production de vrais granulés calibrés (bref, la double chauffe...).

Je suis aussi ouvert sur des solutions genre bain de fusion avec vis d'extrusion au fond, ce qui permettait de balancer les bouteilles (quasi) entière dans la bagarre...

Mais bon, je suis assez dan le flou quand au comportement du PET, mais il semble qu'il faille monter vers les 250° et refroidir vite pour ne pas avoir un taux trop élevé de matière cristallisée...

Bref, c'est encore très flou... Enfin, je retiens que l'idée d'additif n'est pas évidente du tout...

Bon, c'est pas tout ça, j'ai un sanglier sur le feu (enfin, non, juste un repas qui va refroidir si je n'y vais pas...)

Allez, à plus, mais je suis très intéressé par toute info sur le travail du PET (sans avoir besoin d'un hangar de la taille d'un gymnase (ni même d'un garage)...

(oui, je sais, c'est très décousu...)

[polo974]

Bonjour,
je reviens ici pour vous montrer que je continue à fouiller et donner quelques liens plus ou moins techniques:
une étude technique de l'extrusion (dont le pb de cristalisation)
https://scholarcommons.scu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1043&c ontext=mech_senior
(ils utilisent un bain d'huile pour refroidir, mais ensuite, comment essuient-ils cette huile ? ? ?)

une étude économique (eh oui, le nerf de la guerre...):
https://static1.squarespace.com/static/560af466e4b08cd2ff78129d/t/572742a5cf80a1643d29aad7/1462190764617/filament+feasibility+study+250 416.pdf

d'autres liens (techniques) sur la construction d'un extrudeur:
https://github.com/TechforTrade/Thun...er#pet-plastic
refroidissement par bain d'eau (déconseillé plus haut...)
séchage du pet à 150° 4h dans un four de table (il doit y a voir mieux en terme d'isolation thermique, mais la laine de verre n'est pas chère).

http://reflowfilament.com/about.html#technology (juste une présentation sommaire, mais permet de fouiller)

d'autres liens en relation:
http://www.refabdar.org/updates/
http://www.fabfoundation.org/

dans une des études, ils placent la vis d'extrusion verticalement pour faciliter l'alimentation, mais rencontraient au début des problème de blocage de la vis par bourrage à l'entrée.
finalement, je me pose la question s'il ne serait pas aussi simple de réaliser un godet chauffant fondant directement le pet, avec un bras agitateur/racleur tournant avec la vis (du coup, même pas besoin de trop découper les bouteilles).
Bref, une vis à la verticale (ou presque), un tube d'extrusion surmonté d'un entonnoir chauffé, et un agitateur/racleur fixé sur la vis pour faire bouger le plastique dans le cône de pré-fusion... (trouver un bon chaudronnier...)


mais j'ai du mal à trouver un shredder facile à réaliser (si possible 2 axes contrarotatifs).
et je n'ose envisager de prendre un destructeur de document à 55 euros qui semble tout de même bien léger, même s'il a une entrée "destruction de cd".

de ce que je vois des shredders, c'est en gros des ciseaux rotatifs (coupe sur la tranche de la lame) avec un bec crochu pour attraper la matière et la déchirer tant bien que mal à ce niveau. Donc en gros, si je trouve un gars qui faite de la découpe plasma sur de la plaque acier de 5 à 10 mm, il me "suffirait" d’affûter les tranches et ajuster les becs au rotor opposé (yakafokon)...

toute idée géniale est bienvenue sur le sujet...

[polo974]

Rhaaaa,
les mecs, vous m'aidez pas... (les filles, c'est pareil d'ailleurs, et je ne suis pas sexiste)


bon, je suis retombé sur la vidéo d'un truc qui transforme des bouteilles PET en une sorte de laine synthétique, vous vous rappelez, j'en avais un peu parlés...

bref, en gros, ça à l'air d'un truc qui chauffe à 350°C et ça coule sur un flux d'air qui souffle le plastique fondu en "barbe à papa" PET... (on voit bien à 33s.)

donc, est-ce que quelqu'un peut me dire si c'est jouable de mettre ça (la "barbe à papa" PET) à l'entrée d'un extruder de filament ? ? ?

ailleurs, j'ai vu une méga extrudeuse (j'en veux une.... mais il n'y a pas la place dans le salon, ni sous la varangue d'ailleurs ) qui crache une 50aine de filaments (vers 1mn43) et refroidi à l'eau, donc le bain d'huile semble être évitable... impressionnant...

[Zozo_MP]

Salut ami Polo974

Je suis avec attention ton fil (sans jeu de mot) mais je te fais remarquer que tu as selon mon point de vue écarté un peu trop vite la double chauffe.

Pourquoi je dis ça ! ! !

Si tu veux avoir des objets de qualité moyenne à supérieure avec ta printer 3D il faudra que ton fil soit de très bonne qualité c'est-à- dire sans défaut du genre déchets, de broyage, brulâts, PET mal fondu, fil inhomogène du fait que l'extrusion directe après broyage ne te garantira jamais que le mélange se fait correctement avant l'extrusion de ton fil.
Ces défauts seront dus en grande partie au fait que le granulat issu du broyage sera de qualité médiocre, dans le sens mal calibré.

Je disais précédemment

Par contre dans le produit déchiqueté tu vas avoir des grosses différences de granulométrie surtout si tu broie le col.

Ton extrudeuse directe aura du mal à faire fondre les broyats du col alors que ceux de reste de la bouteille seront déjà fondus.
Résultat ton matériau ne sera pas homogène et tu risque de boucher ta buse si un granulé est mal fondu.
Pour qui a déjà fait de l'extrusion soufflage ou de pire de l'injection plastique 86% des défauts viennent de problème de qualité du granulé. Surtout quand quelqu'un mélange des lots ou rajoute un fond de cuve ancien.

Si ton broyat n'est pas homogène certains morceaux fondront trop vite par rapport à la vitesse nécessaire pour les gros granulés très dur du col. Comme ils vont stagner un peu plus longtemps ils risquent de bruler ou d'avoir des caractéristiques trop variables.

Tu veux que ta machine ne te coûte pas trop ça je peux le comprendre mais un filament de printer 3D doit être de qualité. Fait l'expérience en achetant du fil "merde in China" pour te convaincre.

A bientôt

[polo974]

Salut Zozo_MP,
Je suis heureux que tu répondes...

Bon, c'est vrai qu'au début, j'avais la flemme de faire la double chauffe, mais je n m'y suis jamais opposé, j'ai même envisagé d'autres voies de préparation mais ça semble trop farfelu, vu que personne n'y réagi (alimenter une extrudeuse avec de la "barbe à papa PET")...

Ensuite, pour le moment, j'extrude du gros calibre (buse de 0.8mm) pour obtenir des pièces qui sont totalement habillées, donc l'aspect n'est pas ma priorité absolue, le travail artisanal en aval est bien plus lourd que les petits ébavurages nécessaires. Mon seul souci est d'avoir des bourrages de buse pour cause de diamètre mal maîtrisé, et cela, je le rencontre aussi avec du fil euro premium. Bref un fil de 2.1 ne passe pas dans un trou de 2 alors que ça marche étrangement bien avec un fil de 1.75 ... Voilà pour le décors.

(je pars des postulats que mes bouteilles sont propres (tout élément douteux viré) et mon plastique a été séché avant chauffage pour ne pas trop le dégrader)

j'ai donc 2 niveaux d'options:
broyage mécanique ou pas broyage
granulat ou pas granulat

ce qui donne 4 méthodes (de la plus pro à la plus directe):

• 1. broyage, 2. extrusion avec découpe en granulés puis 3. extrusion en filament calibré (il faut un broyeur et une extrudeuse configurable avec un ciseau rotatif),
• 1. broyage (soigné), puis 2. extrusion en filament calibré (il faut un broyeur et une extrudeuse), risque d'inhomogénéité, mais je peux allonger la section de chauffe pour améliorer,
• 1. une grosse cocote chauffée à 275°C, j'y balance mes bouteilles, ça fond et ça coule par une buse, léger refroidissement, coupe en granulés puis, 2. extrusion en filament calibré (il faut une "cocote à ciseau" et une extrudeuse),
• 1. la cocote en tête de l'extrudeuse, le plastique fondu alimente l'extrusion en filament calibré.

bien sûr, je suis tenté par la dernière solution...

dans ce que j'ai trouvé, le TechforTrade/Thunderhead-Filament-Extruder semble le plus abouti (mais pas le plus documenté (c'est en cours)...).
ils ont une extrudeuse assez longue chauffée en 2 sections suivie d'un "Cooling Tube" qui est contrôlé en température par 3 jeux de résistances (question de refroidir, c'est chaud...).
je pense qu'ils cherchent à ramener le plastique à une température adaptée au filage.
va falloir que je télécharge tout leur code pour voir ce qu'ils font...

[Zozo_MP]

OK Polo974

Tient nous au courant de la suite car mine de rien c'est très intéressant

Bon je fil ! Je reviendrais plus tard