時至今日,大多數(shù)3D打印材料采用的仍然是塑料、樹脂等化石基材料,雖然TA們在汽車、船舶等領域有著不錯的應用前景,但是這些材料的生產對氣候變化和綠色可循環(huán)方面做得并不好。為此,歐洲的NOVUM項目團隊正在研究纖維素基的3D打印材料,用于在更多行業(yè)中實現(xiàn)更為環(huán)保的增材制造。
在項目期間開發(fā)的熱塑性材料包含纖維素衍生物,纖維素粉末和生物基增塑劑,并且纖維素含量比“商業(yè)參考”高60%。盡管如此,它們仍具有相同甚至更好的材料強度性能,并且可以根據(jù)最終用途的要求進行調整。
纖維素被選作該項目開發(fā)的材料的基礎,因為纖維素具有天然,可持續(xù)和多功能替代多種合成材料的潛力。在考慮將纖維素和3D打印結合使用時,纖維素本質上不是熱塑性的,這是項目參與者要解決的關鍵挑戰(zhàn)。
可以使用常見的3D打印技術(例如,熔融長絲制造(FFF))來打印開發(fā)的基于纖維素的材料,并且最終產品重量輕且表面光滑。在項目生命周期中,將通過創(chuàng)建用于電氣絕緣,船舶和汽車行業(yè)的組件來演示材料開發(fā)和印刷過程。
纖維素已經(jīng)是電氣絕緣組件制造中的常見原材料,但是,根據(jù)項目參與者的說法,當前的生產方法在人工,時間,能源和廢物產生方面效率低下。通過開發(fā)3D打印纖維素基材料的方法來創(chuàng)建適合該領域的組件,參與者希望在不使用模具的情況下提高生產過程的效率。
在其他地方,游輪的戶外裝飾元素是海洋領域內已開發(fā)技術的一個可能的用例,而在汽車領域,生物基材料可以替代化石基材料,并有助于改善該行業(yè)的可持續(xù)性。
該項目還正在探索木纖維泡沫的3D打印,以創(chuàng)建在干燥時不會塌陷的厚而多孔的纖維結構。雖然已經(jīng)建立了以2D方式生產此類結構的技術,但據(jù)報道,通過增材制造以3D方式創(chuàng)建此類結構是新的領域。該項目的參與者正在研究3D打印過程中的最佳纖維泡沫混合料,層粘合注意事項以及如何最大程度地減少干燥時間。
該項目已經(jīng)進行了成功的試驗,以使用擠出機式噴嘴打印木纖維泡沫結構,下一步是探索如何將商用3D打印機應用于該過程。與會人員認為,這些類型結構的潛在應用位于建筑和運輸領域,作為隔音和防震材料。
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