Formsprutning av träpulver med sackaros. Kredit:University of Electro-Communications
Biomassamaterial som trä är miljövänliga alternativ till fossila resurser. Som ett exempel, trä är vanligtvis giftfritt och kolneutralt. Vidare, trä kan produceras på ett hållbart sätt genom lämplig plantering och trimning av träd. Därför, användandet av träresurser som industrimaterial är en viktig aspekt för att förverkliga ett hållbart samhälle.
Att införliva trä i industriella tillämpningar kräver effektiva bearbetningsmetoder. Träprodukter formas i allmänhet genom skärprocesser eftersom träets deformerbarhet är sämre än metaller och plaster. Därför, mycket av det ursprungliga materialet förvandlas till avfallsflis eller pulver under skärningsprocessen.
Shohei Kajikawa och kollegor vid University of Electro-Communications och Kyoto University utvecklade formsprutning av träpulver med sackaros, som är ett naturligt bindemedel, för att tillverka produkter baserade på naturresurser effektivt.
I formningsprocessen, bindemedlet mjuknar vid upphettning och materialet, som består av träpartiklarna och bindemedlet, flöden på grund av deformationen av bindemedlet och glidningen av partiklarna. Bindemedlet stelnar mellan partiklarna vid kylning, och då är materialet självbundet. Materialets flytbarhet är viktig för att förbättra formbarheten, och förändras drastiskt med formningsförhållandena, såsom temperatur och bindemedelsinnehåll. Därför, effekter av tillsatt sackaros på träpulverets formbarhet undersöktes, formningsförhållandena optimerades genom termisk analys, kapillärflödestest och formsprutning.
Som ett resultat, träpulvret med sackaros flödade vid temperaturer över 180 ºC, även om flödet var begränsat över 220 ºC på grund av effekten av gaser som utvecklades från sackarosen. Minsta sackaroshalt som krävs för flöde var 30 viktprocent inom temperaturområdet 180 till 200 ºC. Materialet fylldes i formen under optimerade förhållanden, och produkten med god yttextur formades vid en sackaroshalt av 30 viktprocent och 200 ºC.
Denna föreslagna metod tillåter tillverkning av produkter från naturligt förekommande material med minimal miljöpåverkan.