Mesin Filament dari Botol PET Kitar Semula

Projek ini merupakan pembangunan sebuah mesin recycling filamen 3D yang direka untuk memproses botol plastik terpakai, khususnya bahan PET (Polyethylene Terephthalate), kepada bahan filamen yang boleh digunakan semula dalam proses 3D printing.

Reka bentuk asal mesin ini diadaptasi daripada projek MK5KIT: ENDER3 | Recreator3D. Walaupun projek tersebut dijadikan sebagai rujukan utama dari segi konsep dan mekanisme, reka bentuk akhir mesin ini tidak dibina secara terus mengikut spesifikasi asal. Sebaliknya, beberapa komponen telah diubah suai, direka semula dan disesuaikan berdasarkan saiz bahan, komponen yang tersedia serta keperluan sebenar projek.

Fokus utama pembangunan adalah menghasilkan sebuah mesin yang praktikal, modular dan menjimatkan penggunaan material. Sebagai sebahagian daripada proses design optimisation, setiap komponen 3D-printed dinilai supaya penggunaan filamen dapat diminimumkan tanpa menjejaskan fungsi, kekuatan dan kestabilan mesin.

Pendekatan ini menjadikan projek bukan sekadar aktiviti menghasilkan semula sebuah mesin, tetapi satu proses reverse engineering, design modification, prototyping, testing dan continuous improvement.

Projek ini juga membawa konsep “waste to resource”, iaitu menukar bahan plastik terpakai kepada sumber baharu yang mempunyai nilai dan boleh digunakan dalam ekosistem 3D printing.

Secara keseluruhannya, projek ini menggabungkan elemen 3D Printing, Recycling, Mechanical Design, Product Development dan Sustainability dalam menghasilkan penyelesaian yang lebih praktikal serta berpotensi untuk dikembangkan pada masa hadapan.

Reka bentuk asal mesin ini diadaptasi daripada projek MK5KIT: ENDER3 | Recreator3D, yang dibangunkan sebagai sebuah sistem untuk menukar bahan plastik terpakai kepada filamen bagi pencetak 3D.

Walau bagaimanapun, dalam proses menghasilkan mesin ini, tidak semua komponen dan ukuran daripada reka bentuk asal dapat digunakan secara terus. Terdapat beberapa bahagian yang perlu diubah suai, direka semula dan disesuaikan mengikut saiz komponen, bahan yang tersedia serta keperluan sebenar mesin yang dibangunkan.

Di sinilah aspek reka bentuk dan inovasi memainkan peranan penting. Sebagai seorang pereka, matlamat kami bukan sekadar menghasilkan semula reka bentuk sedia ada, tetapi mengoptimumkan setiap komponen supaya mesin dapat berfungsi dengan baik menggunakan sumber yang minimum.

Salah satu prinsip utama yang digunakan ialah meminimumkan penggunaan filamen 3D tanpa mengorbankan fungsi, kekuatan dan kebolehgunaan mesin. Setiap part dinilai dari segi saiz, struktur, penggunaan material dan fungsi sebelum direka atau dicetak.

Pendekatan ini menjadikan proses pembangunan bukan sekadar print and assemble, tetapi satu proses design, modify, test and improve.

Selamat berinovasi.
Reka. Cetak. Uji. Baiki. Ulangi.

Pengenalan

Projek ini merupakan usaha untuk mereka bentuk dan mengubah suai sebuah 3D Printer Ender 3 kepada mesin yang mampu memproses bahan plastik PET terpakai bagi menghasilkan filament untuk kegunaan 3D printing.

Reka bentuk asal mesin ini adalah berdasarkan konsep MK5KIT: Ender 3 | Recreator3D. Mesin asal telah diubah suai dari aspek mekanikal, electrical dan extrusion system supaya dapat digunakan sebagai sebahagian daripada proses kitar semula botol PET.

Idea utama projek ini adalah mudah:

Botol PET → Plastic Strip → Extrusion → Filament → 3D Printing

Daripada membiarkan botol PET menjadi sisa, bahan tersebut diproses semula menjadi bahan yang mempunyai nilai dan boleh digunakan dalam proses pembuatan produk baharu.

Projek ini juga menunjukkan bahawa sebuah 3D printer bukan sekadar digunakan untuk mencetak, tetapi boleh menjadi platform untuk membina dan menghasilkan mesin lain.

Konsep Projek

Sistem ini menggunakan botol PET sebagai bahan mentah.

Botol terlebih dahulu diproses dan dipotong menjadi PET strip dengan saiz yang sesuai. Strip tersebut kemudiannya dimasukkan ke dalam sistem extruder.

Haba daripada heater digunakan untuk melembutkan PET sebelum material ditolak melalui nozzle.

Selepas keluar daripada nozzle, PET yang telah diextrude disejukkan dan ditarik secara terkawal bagi menghasilkan bentuk filament yang lebih konsisten.

Aliran proses

PET Bottle

↓

Cleaning

↓

Cutting / PET Strip

↓

Heating

↓

Extrusion

↓

Cooling

↓

Filament

↓

3D Printer

Komponen Yang Diperlukan

Cara Mesin Berfungsi

Langkah 1 — Penyediaan Botol PET

Botol PET terpakai perlu dibersihkan terlebih dahulu untuk membuang sisa minuman, label dan bahan pencemar.

Botol kemudiannya dikeringkan sebelum diproses.

Nota: Tidak semua jenis plastik boleh digunakan. Projek ini memberi fokus kepada PET yang sesuai untuk proses tersebut.

Langkah 2 — Menghasilkan PET Strip

Botol PET dipotong menjadi jalur plastik yang panjang dan berterusan.

Saiz strip perlu dikawal supaya material dapat masuk ke dalam extrusion system secara konsisten.

Konsepnya:

Bottle → Strip → Extruder

Langkah 3 — Proses Extrusion

PET strip dimasukkan ke dalam sistem extrusion.

Heater akan meningkatkan suhu sehingga PET menjadi cukup lembut untuk diproses.

Stepper motor kemudiannya menolak material melalui heated nozzle.

Langkah 4 — Cooling

Material yang keluar daripada nozzle masih berada dalam keadaan panas.

Sistem cooling digunakan untuk menurunkan suhu PET supaya ia kembali menjadi material yang lebih stabil.

Pada peringkat ini, diameter filament perlu dikawal bagi mendapatkan filament yang lebih konsisten.

Langkah 5 — Filament Winding

Filament yang telah disejukkan boleh diarahkan melalui filament guide dan digulung menggunakan sistem winding.

Hasil akhirnya ialah:

Recycled PET Filament

yang boleh digunakan sebagai bahan eksperimen untuk proses 3D printing.

Memahami Sistem Extrusion

Secara asasnya, proses extrusion bergantung kepada tiga perkara utama:

1. Temperature

Suhu heater perlu dikawal supaya PET menjadi cukup lembut untuk diextrude tanpa menyebabkan degradation material yang berlebihan.

2. Extrusion Speed

Kelajuan motor mempengaruhi kadar material keluar daripada nozzle.

3. Cooling & Pulling Speed

Kelajuan cooling dan pulling turut mempengaruhi diameter filament yang dihasilkan.

Secara ringkas:

Temperature + Extrusion Speed + Pulling Speed = Filament Diameter

Oleh itu, menghasilkan filament daripada PET bukan sekadar mencairkan plastik. Ia memerlukan process control untuk mendapatkan filament yang konsisten.

Project Information

Category: Recycling / 3D Printing / Maker / TVET
Stage: Prototype / Development
Machine Base: Ender 3 3D Printer
Original Concept: MK5KIT – Ender 3 / Recreator3D
Material: PET Bottle
Output: Recycled 3D Printer Filament

Rujukan:

https://www.recreator3d.com/mk5kitender3