Ученые из Университета Райса в Хьюстоне разработали новые «чернила», позволяющие 3D-печать деревянных предметов. Этот материал помогает сократить количество древесных отходов при производстве различных изделий, которые также используют в своем производстве древесные отходы.
Исследователи утверждают, что являются первой компанией, которая напечатала на 3D-принтере по-настоящему деревянные предметы из материала, полностью состоящего из компонентов натурального дерева. Помимо воды, эти вязкие чернила состоят из нановолокон целлюлозы, нанокристаллов целлюлозы и лигнина — органического полимера, составляющего большую часть поддерживающих тканей растений, в том числе деревьев. И целлюлозу, и лигнин можно получить из древесных отходов лесного хозяйства, строительства и легкой промышленности.
Объекты, изготовленные из этих чернил, создаются с использованием процесса DIW (прямое письмо чернилами), аналогичного широко используемому методу моделирования наплавлением (FDM). В этом процессе расплавленный материал слой за слоем выдавливается через сопло, а затем затвердевает путем спекания.
Процесс спекания включает лиофилизацию напечатанных объектов при температуре -85 °С в течение 48 часов, а затем их нагрев при 180 °С в течение 20–30 минут. Этап нагрева превращает лигнин в «молекулярный клей», который связывает волокна и кристаллы целлюлозы. Как говорят ученые, небольшие предметы, напечатанные из этого материала, очень похожи на натуральное дерево по внешнему виду, структуре, фактуре, термостойкости и даже запаху. Он также механически прочнее натуральной бальзы, использованной в качестве основы в исследовании. Кроме того, он биоразлагаем при нормальных обстоятельствах.
При печати предмета используется количество чернил, необходимое для печати только этого предмета, поэтому отходов практически нет. Ученые признают, что этапы сублимационной сушки и нагрева являются энергозатратными, поэтому они изучают другие способы производства «деревянных» чернил.
фотоматериал: newatlas.com
