Новый метод 3D-печати позволяет создавать сложные детали из целлюлозы

Ранее целлюлозу уже пытались применить для аддитивного производства, однако 3D-печать деталей сложной формы из целлюлозы до сих пор была непростой задачей.

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий использовали несколько инновационных методов для увеличения доли целлюлозы в напечатанных на 3D-принтере объектах. Сначала команда использовала для для 3D-печати чернила на водной основе, содержащие от 6 до 14% целлюлозы. Полученные объекты затем погрузили в контейнер с органическими растворами, стимулирующими объединение частиц целлюлозы. Это привело к их усадке, а также к увеличениб концентрации целлюлозы.

На следующем этапе напечатанные на 3D-принтере предметы погрузили в раствор со светочувствительным прекурсором пластика. Путем выпаривания растворителя, это вещество заместило его и внедрилось в полученный каркас из целлюлозы. Затем, чтобы получить твердый пластик из прекурсора, исследователи обработали детали ультрафиолетом. В результате получились напечатанные на 3D-принтере предметы из композитного материала с содержанием целлюлозы 27%.

В ходе экспериментов с разными прекурсорами ученым удалось изменить эластичность готовых объектов и получить как твердый, так и мягкий пластик на основе целлюлозы. Рентгенография и механические испытания показали, что в напечатанных на 3D-принтере деталях нанокристаллы целлюлозы оказались расположены так же, как и в натуральных материалах.

Новый метод 3D-печати из целлюлозы уже использовали для изготовления модели человеческого уха – разработчики убеждены, что технология может оказаться полезной в медицине, автомобилестроении и производстве упаковочных материалов. Ознакомиться с описанием технологии подробнее можно в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.