SABIC 与 Local Motors 研究 3D 打印热塑性废料回收可行性，推动可持续制造

为改善大尺寸增材制造（LFAM）的循环性，跨国化工企业 SABIC（沙特阿拉伯利雅得）与次世代车辆制造商 Local Motors（美国亚利桑那州凤凰城）完成联合研究，探讨回收 3D 打印过程产生的废料热塑性零件与切屑的可行性。研究探索比填埋大型打印件更可持续的替代方案，预期 LFAM 将更广泛采用。研究包括分析 Local Motors 使用的 SABIC LNP THERMOCOMP AM 增强化合物在打印、回收、粉碎、再造粒后的打印性与力学性能。

研究确定，后生产零件与废料材料有潜力在 LFAM 或注塑、挤出等其他工艺中以高达 100% 比例再利用。据 SABIC 与 Local Motors 称，这些洞见有助于识别可行的循环路径，延长 LFAM 行业使用材料的生命周期。

“随着 LFAM 采用加速，寻找大型打印件填埋的可持续替代方案至关重要，”SABIC 高级应用开发工程师 Walter Thompson 说。“SABIC 与 Local Motors 调查了机械粉碎废料与 LFAM 产生的寿命终结（EOL）零件再利用的实用性。研究显示这些材料再利用潜力巨大，是支持价值链内再利用的第一步。”

“打造次世代车辆意味着拥抱次世代制造工艺，”Local Motors 技术产品总监 Johnny Scotello 补充。“我们自豪能与 SABIC 合作让 LFAM 更可持续。赋予废料或 EOL 零件价值是艰难挑战，但研究结果指向可持续循环产品的光明未来。”

大型打印件再利用的挑战

目前不存在回收后生产 LFAM 零件与废料的成熟价值链，SABIC 与 Local Motors 称。这复杂步骤包括管理定位、收集、运输大型零件到能清洗、切割、再粉碎、再利用的设施的物流。

再利用 LFAM 材料的另一挑战是多次热循环（粉碎、再造粒、再复合等）导致的潜在降解。每步增加累积热历史，往往断裂聚合物链、缩短纤维长度，影响性能。识别材料再利用机会时需考虑这些因素。

研究方法与结果

SABIC-Local Motors 研究含打印性、吞吐量与力学性能评估。为评估打印性，制备六组 LNP THERMOCOMP AM 化合物样品，分别含 0、15、25、50、75、100% 再造粒含量。在 SABIC 位于马萨诸塞州 Pittsfield 聚合物工艺开发中心的 Cincinnati Inc.（CI，美国俄亥俄州哈里森）Big Area Additive Manufacturing (BAAM) 机器上监测吞吐量与熔体流动率变化。每样品打印单壁六边形——SABIC 典型测试件几何。所有样品据报打印良好，表面光滑亮丽，层条直整均匀，无材料流动问题。

力学性能评估中，从各六边形打印件切取试样。按测试方法 D638 指导测试拉伸性能，按修改版 ASTM D-790 三点弯测试法测试弯曲模量。结果显示，低再生料比例样品拉伸性能优异，高再生料比例样品仅呈增量下降。100% 再生料样品在 x 向拉伸性能仅下降 20%，z 向下降 15%。弯曲性能同趋势，100% 再生料样品 x 向弯曲模量降 14%，z 向降 12%。

符合预期，拉伸与弯曲测试显示力学强度随再生料比例增加而下降。此发现典型于注塑挤出等其他工艺用再生料。

展望未来

研究突显后工业 LFAM 切屑与零件的可重复使用性。SABIC 与 Local Motors 称后工业与后消费废料均有再利用潜力；但回收价值链现有缺口需填补才能落地。需要 LFAM 社区大规模协作，包括树脂制造商、转换商、3D 打印商与回收商，设计经济的废料收集转化再利用形式。

与 Local Motors 开展研究并展示结果是 SABIC 为 LFAM 行业寻找循环解决方案的第一步。公司即将完成含研究详细数据的报告。SABIC 承诺利用“重要的化学”支持跨 LFAM 全价值链合作，推进社会责任、降低碳足迹与循环性。