来自橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员已经提出了一项正在申请专利的工艺,用于开发3D打印木质素材料,这是一种环保的植物选择,有朝一日可以取代石油基塑料复合材料。
随着对塑料污染的斗争肆虐,寻找环保3D打印材料的需求已成为一个非常重要的话题。

研究人员开发3D打印木质素复合材料以取代石油基塑料-复合材料网

来自着名的  橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员提出了一种解决这一问题的独特方法。在Applied Materials Today 发表的一项新研究中,该研究团队最近概述了一项正在申请专利的工艺,该工艺用于开发一种名为木质素的植物材料的3D打印材料。

木质素是一种有机聚合物,存在于植物细胞的壁中,也是生产生物燃料的副产物。然而,它有朝一日可能成为环境有害的石油基塑料复合材料的可行和可持续的替代品。

研究人员首先面对木质素复合材料的问题在于材料通常难以加工。这意味着铸造和压缩成型是目前用于加工有机聚合物的最佳技术。

最终,研究人员决定,如果他们想将木质素变成塑料的替代品,他们需要找到更实用的加工方法。因此,他们决定将重点转移到FDM 3D打印上,使用该技术生产基于木质素材料的可扩展应用程序。

创建3D可打印木质素复合材料
为了制造3D可印刷木质素复合材料,研究人员将Organosolv硬木木质素与其他材料结合起来。木质素材料本身通常会产生具有脆性结构的部件。为了克服这个问题,研究人员添加了ABS,丙烯腈 - 丁二烯橡胶(NBR41)以增加拉伸强度,碳纤维使复合材料更坚固,更易于印刷。

通过组合这些材料,研究人员有可能形成用于FDM技术的3D打印细丝。通过这种方式,他们能够使用LulzBot TAZ 6 3D打印机生产采用木质素材料的设计。

研究人员发现,他们的长丝具有与ABS机械相似的拉伸杨氏模量,使他们能够实现创造非常有用和实用的复合材料的最终目标。

研究人员开发3D打印木质素复合材料以取代石油基塑料-复合材料网

在他们的研究中,研究人员指出:

“与常规石油基热塑性塑料相比,木质素基复合材料表现出相当甚至更好的机械性能...... ABS,NBR41和木质素的结合揭示了利用高负荷木质素作为增材制造的可持续原料的有希望的途径。”

您可以阅读他们在“ 今日应用材料”杂志上发表的着作,了解更多有关该研究的信息。