Design and Properties of Packaging Prototypes Made from PLA and HIPS Using 3D Printing Technology

• Autorzy: Patrycja Wojciechowska , Paulina Wolek

Warianty tytułu

Ocena porównawcza właściwości prototypów opakowań wykonanych z PLA i HIPS metodą druku 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Three-dimensional printing is an innovative process enabling manufacturing structural parts made of different materials such as metals, ceramic or polymers. In 3D printing solid objects are created from a geometrical representation, using a computer-aided design (CAD) file, by a successive addition on material, layer-by-layer. 3D printing, as a very useful tool for rapid manufacturing, offers a high potential also in packaging sector. It is a suitable method for low-cost, fast prototyping of containers showing complex geometries, in a variety of different variations or precisely customized. It enables fast modification of the designed packaging and facilitates fast adaptation to the required criteria. This work presents the results of comparative assessment of PLA and HIPS packaging prototypes, designed and printed using FDM technology. For this purpose, three packaging configurations, with different wall thicknesses: 0.8, 1.2, and 1.6 mm were prepared. The influence of the type of filament on dimensions and compressive strength of the packages, regarding the wall thickness of the samples, was examined. Obtained results showed that PLA is a suitable material for 3D printing technology and can serve as an ecologically friendly alternative to polystyrene packaging. (original abstract)

Druk 3D to innowacyjna metoda wytwarzania materiałów z surowców takich jak metal, ceramika czy tworzywa sztuczne. W technologii druku 3D obiekty są wytwarzane metodą przyrostową, warstwa po warstwie, na podstawie cyfrowego modelu przygotowanego w programie komputerowym np. aplikacji z grupy CAD (computer-aided design). Druk 3D to skuteczne narzędzie służące do opracowywania innowacyjnych wyrobów oraz modyfikacji już istniejących, co ma duże znaczenie także w przemyśle opakowaniowym. Zastosowanie technologii przyrostowych umożliwia bowiem tanie oraz szybkie opracowywanie i wytwarzanie prototypów opakowań o precyzyjnych kształtach, w różnych wersjach wymiarowych, idealnie dostosowanych do potrzeb i wymagań klienta. Drukarki 3D w opakowalnictwie mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w przygotowaniu modeli poglądowych, czy prototypów, ale również wyrobów końcowych, produkowanych w krótkich seriach. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki oceny porównawczej prototypów opakowań wykonanych z PLA i HIPS, wydrukowanych metodą FDM. Badaniom poddano opakowania o trzech różnych grubościach ścianki, tj. 0,8, 1,2 i 1,6 mm. Analizowano wpływ rodzaju zastosowanego filamentu na rzeczywiste wymiary wydrukowanych opakowań oraz ich wytrzymałość na ściskanie, w odniesieniu do poszczególnych grubości ścianek zaprojektowanych pojemników. Uzyskane wyniki wskazują, że przyjazny środowisku przyrodniczemu PLA może stanowić ciekawą alternatywę dla powszechnie stosowanego w opakowalnictwie polistyrenu. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Packaging; Innovative character; Innovations; High-tech

PL

Opakowania; Innowacyjność; Innowacje; Nowe technologie

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2020
• Numer: nr 1
• Strony: 41--49

Twórcy

autor

Patrycja Wojciechowska

• Poznań University of Economics and Business

autor

Paulina Wolek

• Poznań University of Economics and Business

Bibliografia

• [1] Chen Z., Li Z., Li J., Liu Ch., Lao Ch., Fu Y., Liu Ch., Li Y., Wang P., He Y. (2019) 3D printing of ceramics: A review, Journal of the European Ceramic Society, 39 (4), 661-687.
• [2] Foltynowicz Z., Jakubiak P. (2002) Poli(kwas mlekowy) - biodegradowalny polimer otrzymywany z surowców roślinnych, Polimery, 47 (11-12), 769-774.
• [3] Grunewald S.J. (2015) Using 3D Printing to Rapid Prototype Food. Beverage and Retail Packaging, https://3dprint.com/103212/3d-print-prototype-packaging/.
• [4] Kumar R., Singh R., Farina I. (2018) On the 3D printing of recycled ABS. PLA and HIPS thermoplastics for structural applications, PSU Research Review, 2 (2), 115-137.
• [5] McAlister C., Wood J. (2014) The potential of 3D printing to reduce the environmental impacts of production, ECEEE Industrial Summer Study Proceedings, 213-221.
• [6] Shahrubudin N., Lee T.C., Ramlan R. (2019) An overview on 3D printing technology: technological materials, and applications, Procedia Manufacturing 35, 1286-1296.
• [7] Singh R., Kumar R., Mascolo I., Modano M., (2018) On the applicability of composite PA6-TiO2 filaments for the rapid prototyping of innovative materials and structures, Composites Part B: Engineering, 143, 132-140.
• [8] Vaezi M., Drescher Ph., Seitz H. (2020) Materials, 13, 922; doi:10.3390/ma13040922.