Команда
объединяющая идеи и усилия для достижения общей цели
  • Игошин Макар
    3D-моделлер
  • Чикин Тимур
    Embedded-программист
  • Созонтов Дмитрий
    Конструктор-разработчик
ПРОБЛЕМА
Мы с ребятами из Кванториума столкнулись с проблемой, знакомой многим, кто занимается прототипированием, а именно — работой с 3D-принтерами и 3D-ручками. После завершения проектов у нас остаются небольшие отрезки пластика, которые, к сожалению, невозможно использовать ни для 3D-принтера, ни для других задач из-за их минимального объема. Эти остатки, как правило, оказываются на свалке, что приводит к значительному накоплению пластиковых отходов и наносит вред окружающей среде.
Проблема пластиковых отходов является одной из наиболее актуальных в современном мире. По данным различных исследований, миллионы тонн пластика ежегодно попадают в природу, нанося ущерб экосистемам и угрожая жизни животных. Мы осознаем, что, выбрасывая обрезки пластика, мы также способствуем этому негативному процессу. Это осознание стало для нас толчком к действию.
АКТУАЛЬНОСТЬ
обусловлена несколькими ключевыми факторами
  • Проблема пластиковых отходов:
    пластиковые отходы представляют собой серьезную экологическую проблему. Каждый год миллионы тонн пластика оказываются в природе, что приводит к загрязнению экосистем и угрозе для животных.
  • Вторичное использование материалов:
    Создание экструдера позволит перерабатывать остатки пластика, которые в противном случае были бы выброшены. Это не только уменьшит количество отходов, но и даст возможность создавать новые изделия из переработанного материала, что способствует более устойчивому использованию ресурсов.
  • Образовательная ценность:
    Он предоставляет возможность детям и молодежи не только изучать технологии переработки, но и развивать навыки работы с современным оборудованием. Это может вдохновить новое поколение на более ответственное отношение к экологии и инновациям.
АНАЛОГИ
В России существует несколько аналогичных станков и технологий для переработки пластиковых отходов, включая экструдеры и другие устройства. Вот некоторые из них:
  • Экструдеры для переработки пластика:
На российском рынке представлены различные модели экструдеров, которые могут использоваться для переработки пластиковых отходов. Например, компании, такие как "Пластик-Экструдер", предлагают оборудование для переработки пластиковых гранул и отходов.
  • Станки для гранулирования:
Эти устройства позволяют перерабатывать пластиковые отходы в гранулы, которые затем могут быть использованы для производства новых изделий. Некоторые компании, такие как "ТехноПласт", предлагают такие решения.
ЦЕЛЬ
создание прототипа экструдера для переработки пластика, чтобы уменьшить экологический ущерб за счет вторичного использования отходов.
ЗАДАЧИ
Изучить методы переработки пластика и работу экструдеров;
Создать чертежи прототипа;
Собрать прототип экструдера;
Испытать прототип с пластиком PLA, ABS
ЦЕЛЕВАЯ АУДИТОРИЯ ПРОЕКТА
  • Школьники:
    Основная группа, которая будет непосредственно участвовать в проекте. Это дети и подростки, заинтересованные в технологиях, экологии и инженерии. Участие в проекте поможет им развить практические навыки, научиться работать с оборудованием и осознать важность переработки отходов.
  • Преподаватели и наставники:
    Учителя и руководители образовательных программ в Кванториуме, которые будут курировать проект и обучать школьников. Они могут использовать проект как инструмент для внедрения тем по экологии и технологиям в учебный процесс.
ЗАКАЗЧИКИ И СТЕЙКХОЛДЕРЫ ПРОЕКТА
  • Государственные учреждения
    Государства заинтересованы в снижении негативного воздействия на окружающую среду и развитии технологий переработки отходов. Они могут финансировать такие проекты через гранты, субсидии или программы поддержки инноваций.
  • Производители пластиковых изделий:
    Предприятия, использующие пластик в производстве своей продукции, также заинтересованы в технологиях, позволяющих повторно использовать отходы, снижая затраты на сырье и повышая устойчивость бизнеса
ЭКОНОМИКА проектА
ЭТАПЫ РАБОТЫ НАД проектОМ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП

Концепция

Экструдер, который мы разрабатываем в рамках нашего проекта, одновинтовый. Вот его основные характеристики и особенности:

1. Конструкция:

Одновинтовая система: Экструдер использовать один винт как это мы уже сказали, который будет перемещать и плавить пластиковый материал. Это упрощает конструкцию и делает его более доступным для сборки и обслуживания.

Корпус: Корпус будет выполнен из прочных материалов, устойчивых к высоким температурам, чтобы обеспечить долговечность и безопасность работы.

2. Рабочий процесс:

Подача материала: Пластиковые отходы будут загружаться в бункер (бутылку), откуда они будут поступать к винту.

Плавление: Винт будет вращаться, создавая трение и давление, что приведет к плавлению пластика. Температура будет контролироваться для предотвращения перегрева и разложения материала.

Формование: Плавленый пластик будет выдавливаться через сопло

3. Технические характеристики:

Мощность: Экструдер имеет мотор, обеспечивающий достаточную скорость вращения винта для эффективного плавления.

Температурный контроль: Система контроля температуры позволит точно регулировать нагрев, что важно для различных типов пластика.

Система охлаждения: Для предотвращения перегрева экструдер будет оснащен системой охлаждения, которая будет поддерживать оптимальную рабочую температуру.

ПРАКТИЧЕСКИЙ ЭТАП

Сборка корпуса экструдера

  • Подготовка: Подготовили корпус, шестерню, вал, подшипники, гайки и болты.
  • Вал привода: Установили вал, проверив свободное вращение.
  • Шестерня: Надели шестерню на вал, закрепив стопорным кольцом.

Установка винтового механизма

  • Выбор винта: Выбрали подходящий диаметр и шаг резьбы.
  • Установка винта: Разместили винт внутри корпуса, направив резью внутрь.
  • Фиксация винта: Закрепили винт гайками и стопорами.

Монтаж нагревательного элемента

  • Подключение: Установили нагреватель вокруг корпуса, подключил провода.
  • Изоляция: Провели изоляцию элементов.
  • Тестирование: Включили питание, проверил рост температуры.

Система подачи материала

  • Монтаж бункера: Установили бункер сверху корпуса, закрепил.
  • Регулировка подачи: Настроили положение бункера для равномерной подачи.
  • Контроль: Периодически контролировали уровень материала.

Проверка работоспособности

  • Запуск: Проверили работу на холостом ходу.
  • Нагрев: Доведён до нужной температуры, начался процесс экструзии.
  • Параметры: Откорректированы скорость и температура.
  • Испытание изделия: Полученный продукт соответствует качеству.
В рамках проекта по разработке одновинтового экструдера для переработки пластика в Кванториуме мы получили ценный практический опыт, который расширил наши технические компетенции и подготовил к решению реальных инженерных задач.
Работа над проектом позволила разобраться в проектировании сложных механизмов и анализе инженерных решений. Мы освоили навыки работы с технической документацией, разработки схем и спецификаций, а также проектирования узлов и конструкций, что будет полезно в карьере инженера-механика.
Участие в проекте развило аналитическое мышление, умение обосновывать решения и критически оценивать результаты, что необходимо в любой технической профессии. Полученные знания помогут решать проблемы экологии и ресурсосбережения через внедрение инновационных решений. Проект укрепил нашу уверенность и вдохновил на дальнейшее изучение технического прогресса.
Созонтов Дмитрий, Чикин Тимур
Наши контакты:
+7(83361) 3-11-15
kch@kvant43.ru
КОГОАУ ДО Центр технического творчества
"Детский технопарк "Кванториум"
Кировская область, город Кирово-Чепецк, проезд Лермонтова, 3А