Filament PLA yang biasa digunakan untuk 3d printing adalah bahan yang bisa di-dekomposisi oleh tanah (compostable/biodegradable). Selain itu, PLA juga bisa didaur-ulang dengan dilelehkan lalu dijadikan filament kembali. Alat untuk men-daur-ulang filament bekas menjadi filament baru disebut Filament Extruder Machine. Beberapa profesional dan peneliti sudah mencoba untuk meningkatkan pemanfaatan limbah dengan menggabungkan limbah PLA (misalnya hasil printing yang gagal, support structure, atau model 3d lama yang sudah tidak digunakan lagi) dan limbah lainnya untuk membuat PLA baru. PLA hasil daur ulang umumnya memiliki kekuatan yang lebih rendah dari PLA murni. Namun, penggunaan limbah organik bisa memudahkan proses pengomposan dengan memperbesar luas permukaan dan mengundang aktivitas dekomposer. PLA daur ulang ini sangat ideal untuk 3d printing yang menghasilkan prototype awal (karena umumnya setelah evaluasi dan perbaikan tidak lagi dipergunakan), menghemat biaya filament, juga bisa membantu para Makers untuk mengelola limbah printing. Pada artikel ini kita akan membahas contoh-contoh penelitian yang menggunakan limbah organik sebagai campuran PLA.
1. Ampas Kopi
Stefan Hermann (2021) dalam webnya cnckitchen, mempublikasi percobaan yang menggabungkan partikel ampas kopi ke dalam filament PLA. Rasio ampas kopi yang digunakan adalah 5% dan 10% berdasarkan berat, digabungkan dengan PLA pellets lalu dimasukan ke dalam extruder. Hasilnya adalah warna PLA kecoklatan dengan butiran-butiran kopi yang nampak di permukaan. Pada saat printing, nozzle yang digunakan adalah nozzle berukuran 0.6mm, sedikit lebih besar dari pada nozzle standar yaitu 0.4mm. Pada pengujian kuat tarik, PLA dengan ampas kopi memiliki kekuatan menahan 52.5 MPa sementara PLA biasa berkekuatan 58.1 MPa. Kemudian pada pengujian ketahanan beban, PLA dengan ampas kopi mampu menahan beban 61 kg sementara PLA biasa mampu menahan beban 69 kg. Metode pembuatan dan metode pengujian semua bisa dipelajai dalam web cnckitchen.
2. Rami
Cali et al. (2020) membuat PLA dengan gabungan filler berupa serat rami (hemp) antara 15% dan 25% berat. Hasilnya adalah filament berwarna kecoklatan seperti warna tali rami atau kertas kraft. Filament ini akan meleleh pada suhu yang lebih rendah dari PLA, yakni 145 derajat celcius. Kuat lenturnya lebih tinggi dari PLA yaitu 3833 MPa sementara PLA 3200 MPa. Beberapa sifat mekanis PLA dengan campuran rami dibandingkan PLA biasa adalah, masa jenis yang lebih ringan, flow-rate lelehan yang lebih tinggi, dan penyusutan yang lebih rendah.
3. Gulma
Selain membuat filament dengan campuran rami, Cali et al (2020) juga membuat filament PLA dengan campuran gulma antara 10-15% berat. Hasilnya adalah filament yang berwarna kehijauan. Yang paling menarik dari filament bercampuran limbah gulma adalah tingkat flow-rate yang sangat tinggi yaitu 78 cm3/10′. Secara umum seperti PLA dengan campuran rami, sifat mekanis PLA dengan campuran gulma adalah masa jenis yang lebih ringan, suhu leleh yang lebih rendah, penyusutan lebih rendah, flow-rate yang lebih tinggi dan kuat lentur yang diatas PLA yaitu 3455 MPa.
4. Ampas Tebu
Morales & Calle (2020) melakukan penelitian untuk membuat PLA dari bahan tepung jagung dan ampas tebu. Bahan yang digunakan adalah tepung jagung komersial, ampas tebu dari UMKM minuman tebu, cuka, gliserol, dan asam laktat sebagai reagen, serta tambahan cangkang telur yang dibubukkan. Plastik PLA yang dihasilkan lalu diujikan dalam proses pengomposan, dan berhasil terdegradasi tanpa residue setelah proses pengomposan 120 hari.
_____________________________
Referensi:
https://www.cnckitchen.com/blog/eco-pla-filament-with-spent-coffee-grounds
Calì, M., Pascoletti, G., Gaeta, M., Milazzo, G., & Ambu, R. (2020). New filaments with natural fillers for FDM 3D printing and their applications in biomedical field. Procedia Manufacturing, 51, 698-703.
Morales, G. E. M., & Calle, S. M. A. (2020). Best uses of PLA plastic type and agricultural environmental alternatives (No. 2705). EasyChair.
_____________________________
Wallahu’alam
