基于纤维素的复杂物体 3D 打印新技术。免费技术图书馆新闻

基于纤维素的 3D 打印复杂物体新技术

05.04.2020

苏黎世联邦理工学院的一组研究人员已经找到了一种使用 3D 打印来处理纤维素的方法，以创建几乎无限复杂的包含大量纤维素的物体。

新技术结合了直接油墨印刷 (DIW) 和材料压实工艺，可将印刷物体的纤维素含量增加多达 27%。

科学家们首先使用“水墨”打印了这个物体。墨水的成分仅包含水，其中混合了数百纳米大小的纤维素和纤维颗粒。纤维素含量占油墨总体积的 14% 至 XNUMX%。

然后，科学家们将打印出来的物体放入有机溶剂浴中。由于纤维素不喜欢有机溶剂，它的颗粒往往会相互粘连。因此纤维素颗粒被压实并沉积在物体中。

在下一步中，研究人员将物体浸入含有光敏塑料前体（所谓塑料的“前体”，即制造塑料的物质）的溶液中。当溶剂通过蒸发去除时，塑料前体渗透到纤维素基物体的框架中。然后，为了使前体变成硬塑料，将紫外线照射到印刷物体上。这使得获得纤维素含量在27%以上的复合材料成为可能：即纤维素颗粒的含量从6-14%增加到27%。

根据使用的塑料前体的类型，它们可以控制印刷物体的机械性能，例如弹性或强度。这使您可以创建硬零件或软零件。

使用这种方法，研究人员能够生产各种复合物体，包括非常脆弱的物体：例如，只有一毫米厚的火焰“雕塑”。该技术有一个缺点：压缩壁厚超过 XNUMX 毫米的打印部件会导致结构变形，因为压缩物体的表面比其核心压缩得更快。

未来，将有可能用这种新材料制造包装，甚至是软骨植入物。这项技术也可能对汽车行业感兴趣。日本汽车制造商已经制造出原型跑车，其车身部件几乎完全由纤维素材料制成。

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