EAM of recycled textile nylon: study of recycling process and printability

This thesis work has the objective to develop a brief, inexpensive and low environmental impact process chain to obtain an extrusion additive manufacturing printed product starting from an end-of-life textile nylon product. In the first part, for the recovery of textile nylon from nylon t-shirts, a purely mechanical procedure is implemented, with the target to obtain feedstock plastic material in the form of pellets. Preliminary material testing is described for each step of the process and for each employed machine. Characterization of the recycled nylon is also carried out, with the definition of density and colour variability of the pellets, and the results of the DSC analysis are shown. In the second part, the application of the recovered material to extrusion additive manufacturing is illustrated. The experimentation is conducted in order to understand whether the recycled material has good prospects of being 3D printed. The EFeSTO machine is employed for the purpose. The study of printability is carried out by varying some relevant parameters, like extruder and nozzle temperatures, layer fan speed and bed temperature, according to the quality of the prints output. Not only the recycled material is analysed, but also virgin nylon is printed in order to compare the results. Lastly, a blend made up of 30% in mass of recycled nylon is employed for the potential improvement of the printing quality.

L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di sviluppare una catena di processo corta, poco costosa ed a basso impatto ambientale per passare da un prodotto tessile in nylon a fine vita ad un prodotto stampato 3D per estrusione. Nella prima parte, per il recupero di nylon tessile da magliette in nylon, è stata implementata una procedura di tipo puramente meccanico, con il fine di ottenere del feedstock in materiale plastico nella forma di pellet. Per ogni step e per ogni macchinario impiegato, sono stati effettuati test preliminari sul materiale. Inoltre, il nylon riciclato è stato caratterizzato, con la definizione della densità e della variabilità dei colori dei pellet, e sono stati presentati i risultati della calorimetria differenziale a scansione (DSC). Nella seconda parte, è stata illustrata l’applicazione del materiale recuperato nella produzione additiva tramite estrusione. La sperimentazione è stata condotta per capire se il materiale riciclato avesse potenzialità per essere stampato in 3D. La stampante EFeSTO è stata impiegata a tale scopo. Lo studio della stampabilità è stato effettuato variando alcuni parametri importanti, come temperature in camera di estrusione e dell’ugello, velocità della ventola e temperatura della superficie su cui si stampa, in base alla qualità delle stampe in uscita. Non solo il materiale riciclato è stato analizzato, ma anche il nylon vergine è stato stampato per paragonare i risultati. Infine, una miscela composta dal 30% in massa di nylon riciclato è stata utilizzata per il potenziale miglioramento della qualità di stampa.