พลาสติกเหลือทิ้งจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หรือไม่?

ปัญหาหลักของเศษพลาสติกจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

แม้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ (3D Printing) จะช่วยลดข้อจำกัดในการผลิตชิ้นงานต้นแบบและผลิตภัณฑ์เฉพาะทางได้อย่างมาก แต่ผู้ใช้งานจำนวนไม่น้อยกลับพบปัญหาเดียวกัน คือการเกิด “เศษพลาสติกเหลือทิ้ง” จากการพิมพ์ ไม่ว่าจะเป็น Support Structure, Raft, ชิ้นงานที่พิมพ์ผิดพลาด หรือเศษวัสดุจากการทดสอบเครื่อง ซึ่งเมื่อสะสมเป็นเวลานานสามารถกลายเป็นขยะพลาสติกในปริมาณมากได้

คำถามสำคัญ?  เศษพลาสติกเหล่านี้สามารถนำกลับมารีไซเคิลเพื่อผลิตเป็นเส้นพลาสติก (Filament) ใหม่ได้หรือไม่ และคุ้มค่าที่จะทำหรือเปล่า?

สามารถนำกลับมาหลอมใช้ใหม่ได้หรือไม่?

คำตอบคือ “สามารถทำได้” แต่มีข้อจำกัดบางประการ

พลาสติกที่นิยมใช้กับเครื่องพิมพ์ FDM เช่น PLA, PETG และ ABS สามารถนำมาบดและหลอมใหม่เพื่อผลิตเป็นเส้น Filament ได้ โดยกระบวนการทั่วไปประกอบด้วย

1.  คัดแยกพลาสติกแต่ละประเภท
2. บดพลาสติกให้เป็นชิ้นเล็ก (Shredding)
3. อบไล่ความชื้น
4. หลอมและรีดเป็นเส้น Filament ใหม่ (Extrusion)
5. ควบคุมขนาดเส้นและม้วนเก็บ

ปัจจุบันมีเครื่องรีไซเคิลขนาดเล็กที่ออกแบบมาสำหรับผู้ใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เช่น เครื่องบดและเครื่องผลิตเส้น Filament แบบตั้งโต๊ะ ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนเศษพลาสติกให้กลับมาเป็นวัตถุดิบได้อีกครั้ง

ประสิทธิภาพของพลาสติกที่ผ่านการหลอมซ้ำ

แม้จะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ แต่คุณสมบัติของพลาสติกจะลดลงในระดับหนึ่งเมื่อผ่านการหลอมซ้ำหลายครั้ง เนื่องจากความร้อนทำให้โครงสร้างโมเลกุลของพลาสติกเกิดการเสื่อมสภาพ

ผลกระทบที่พบได้ เช่น

* ความแข็งแรงเชิงกลลดลง
* ความเหนียวลดลงและเปราะแตกง่ายขึ้น
* การไหลของพลาสติกไม่สม่ำเสมอ
* คุณภาพผิวชิ้นงานลดลง
* ความแม่นยำของเส้น Filament อาจไม่คงที่

ตัวอย่างเช่น PLA ที่ผ่านการรีไซเคิลเพียงไม่กี่รอบอาจยังสามารถนำมาใช้งานได้ แต่หากผ่านการหลอมซ้ำหลายครั้ง คุณสมบัติทางกลอาจลดลงอย่างเห็นได้ชัดด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตและนักวิจัยจำนวนมากจึงนิยมผสมพลาสติกรีไซเคิลกับเม็ดพลาสติกใหม่ (Virgin Material) ในสัดส่วนประมาณ 20-50% เพื่อรักษาคุณภาพของวัสดุให้เหมาะสมต่อการพิมพ์

มีคนเคยทำหรือไม่?

คำตอบคือ “มี และมีจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ” ทั่วโลกมีทั้งนักวิจัย มหาวิทยาลัย ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ และชุมชน Maker ที่พัฒนาระบบรีไซเคิลพลาสติกจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
Youtuber : CNC Kitchen 

ตัวอย่าง แหล่งอ้างอิงทางวิชาการ ที่พบได้ ได้แก่

1). Recycled PLA for 3D Printing: A Comparison of Recycled PLA Filaments from Waste of Different Origins after Repeated Cycles of Extrusion
วารสาร: Polymers (2023) อ่านเพิ่มเติม คลิก
DOI: 10.3390/polym15173651

ผลการศึกษา:
– PLA สามารถนำกลับมาหลอมและรีดเป็นเส้นใหม่ได้จริง
– PLA จากแหล่งที่ทราบที่มาอย่างชัดเจน สามารถผ่านกระบวนการรีดซ้ำได้ประมาณ 2-3 รอบ โดยยังไม่เกิดการเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญ
– หลังจากรีดซ้ำหลายครั้ง น้ำหนักโมเลกุลและความหนืดของพลาสติกจะลดลง ทำให้สมบัติเชิงกลลดลงตามไปด้วย

2) Mechanical Property Characterization of Virgin and Recycled PLA Blends in Single-Screw Filament Extrusion for 3D Printing
วารสาร: Polymers (2024) อ่านเพิ่มเติม คลิก

ผลการศึกษา:
– การผสม PLA รีไซเคิลกับ PLA ใหม่สามารถผลิตเส้น Filament ที่พิมพ์ได้จริง
– สัดส่วนประมาณ 50% Virgin PLA + 50% Recycled PLA ให้คุณสมบัติทางกลที่ดีและเหมาะสมต่อการใช้งานหลายประเภท
– การควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางของ Filament เป็นปัจจัยสำคัญต่อคุณภาพงานพิมพ์

แนวทางเหล่านี้สะท้อนให้เห็นว่า การรีไซเคิลเศษพลาสติกจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถทำได้จริงและกำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

คุ้มค่าหรือไม่?

คำตอบขึ้นอยู่กับปริมาณเศษพลาสติกและรูปแบบการใช้งาน

กรณีผู้ใช้งานทั่วไป หากมีเครื่องพิมพ์เพียง 1-2 เครื่อง ปริมาณเศษพลาสติกอาจไม่มากพอที่จะคุ้มค่ากับการลงทุนซื้อเครื่องบดและเครื่องผลิตเส้น Filament ซึ่งมีต้นทุนค่อนข้างสูง และยังต้องใช้เวลาในการควบคุมคุณภาพของเส้นพลาสติกที่ผลิตได้

กรณีองค์กรหรือโรงงาน สำหรับบริษัทที่มีเครื่องพิมพ์หลายเครื่อง มีการพิมพ์ชิ้นงานต่อเนื่อง และเกิดเศษพลาสติกจำนวนมาก การรีไซเคิลสามารถช่วยลดต้นทุนด้านวัตถุดิบ ลดปริมาณขยะ และสร้างภาพลักษณ์ด้านความยั่งยืนให้แก่องค์กรได้อย่างมีนัยสำคัญ

บทสรุป

เศษพลาสติกจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถนำกลับมาหลอมและผลิตเป็นเส้น Filament ใหม่ได้จริง แต่คุณสมบัติของวัสดุจะลดลงเมื่อผ่านการหลอมซ้ำหลายครั้ง จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการรีไซเคิลและอาจต้องผสมกับพลาสติกใหม่เพื่อรักษาคุณภาพ สำหรับผู้ใช้งานทั่วไป การรีไซเคิลอาจยังไม่คุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์ แต่สำหรับองค์กร สถาบันการศึกษา หรือโรงงานที่มีปริมาณเศษพลาสติกจำนวนมาก แนวทางดังกล่าวถือเป็นอีกหนึ่งโอกาสในการลดต้นทุนและสนับสนุนแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) และการผลิตอย่างยั่งยืนในอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติ

และยังมีประเด็นที่พบจากผู้ใช้งานจริง !
ผู้ใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติและผู้ผลิต Filament หลายรายให้ข้อมูลสอดคล้องกันว่า PLA รีไซเคิลสามารถใช้งานได้ดีในงานทั่วไป
แต่ความท้าทายหลักคือ ความชื้นของวัสดุ ความสม่ำเสมอของเส้นผ่านศูนย์กลาง การปนเปื้อนจากการนำเศษต่างยี่ห้อหรือหลายสีมาผสมกัน
ผู้ใช้งานจำนวนมากเริ่มเห็นการ เสื่อมของคุณภาพ หลังผ่านการหลอมซ้ำประมาณ 2-3 รอบ จริงๆ และการซื้อเส้นม้วนใหม่อาจจะคุ้มกว่าเพราะราคาในปัจจุบันถือว่าถูกลงอย่างมาก

3DD เราเชี่ยวชาญเรื่อง 3D Machine มามากกว่า 10 ปี ทางเราพร้อมซัพพอร์ตทุกท่าน สามารถเข้ามารับบริการได้ที่โชว์รูม