Fabbricazione digitale e sostenibilità – Stampa 3d e materiali: plastiche bio e riciclate

Bioplastiche e polimeri, le possibilità delle manifattura additiva.

Prototipazione a basso costo, materiali avanzati e ad alte prestazioni, nuove forme e possibilità progettuali: la stampa 3d è di sicuro una delle tecnologie con il maggiore potenziale innovativo e trasformativo per tutto il secondo settore.

Come fablab e laboratorio di fabbricazione digitale ci siamo sempre interessati alla sostenibilità delle produzioni manifatturiere attraverso l’uso di materiali sostenibili, eco-compatibili o riciclabili, soprattutto per quanto riguarda la stampa 3d.

Materiali plastici: il PLA

Ormai da anni abbiamo deciso di utilizzare con le nostre stampanti a filamento unicamente(salvo particolari richieste e necessità) una termoplastica di origine naturale, il PLA.

L’acido polilattico (polylactic acid – PLA) è un materiale plastico derivato da prodotti quali la barbabietola o, come nel nostro caso, il mais. Il processo di produzione prevede l’estrazione dell’amido dal mais, questo viene trasformato in zucchero (destrosio), fatto fermentare e quindi distillato in acido lattico. Infine, attraverso una polimerizzazione, l’acido lattico viene trasformato effettivamente in plastica. Per ottenere 1 kg di PLA ci vogliono circa 2.8 kg di mais. Il PLA può essere utilizzato per produrre oggetti anche attraverso processi di produzione convenzionali: termoformatura, stampaggio a iniezione o soffiatura, estrusione di fibre o in compound.

Il PLA è una termoplastica piuttosto semplice da stampare a temperature contenute (180°-200°), con bassi ritiri, buona resa, ma scarsa resistenza al calore dell’oggetto finito. Per qualsiasi applicazione che non preveda l’utilizzo di alte temperature o la necessità di sottoporre l’oggetto a tensioni o sforzi meccanici, il PLA si rivela un’ottima scelta. Può essere postprodotto e rifinito con adeguate resine, stucchi e vernici per ottenere manufatti anche artistici o dalla resa particolare.

Biodegradabile o compostabile?

Una delle caratteristiche più importanti di questa plastica è il suo essere biodegradabile o addirittura compostabile con specifici accorgimenti. Ricordiamo che biodegradabile significache è in grado di decomporsi del 90% entro 6 mesi, compostabile (cioè trasformabile in compost, un concime naturale) definisce un materiale che non solo è biodegradabile ma anche disintegrabile e il cui processo di decomposizione avviene in meno di 3 mesi (ad esempio un intero tronco d’albero non è compostabile! I sacchetti per la verdura del supermercato se specificato, si).

Un piccolo contenitore in PLA impiegherà a biodegradarsi:

• 47 giorni a 60 °c in un impianto di compostaggio industriale
• 120 giorni a 40 °c in un impianto di compostaggio domestico
• 1 anno e 3 mesi a 20 °c se lasciato sul terreno in superficie o in un piccolo contenitore di compostaggio
• 2 anni a 15 °c se interrato nel sottosuolo
• 4 anni a 4 °c nei laghi e negli oceani

fonte: http://www.ilip-bio.it/pdf/PLA_pres_ita_Ver_01.pdf

Un oggetto stampato in 3d in PLA risulterà quindi normalmente resistente e durevole come altri oggetti plastici se utilizzato nel quotidiano, ma può essere compostato in appositi impianti.

Nel mercato esistono oggi diversi materiali a base PLA, arricchiti da componenti naturali come fibra di legno, canapa ma anchescarti di pomodoro; sperimentazioni sono attualmente in corso per creare nuove termoplastiche con diversi residui di cibo ( BARBARA project).