Boli 3D vytlačené drevené predmety z čisto drevených ingrediencií
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 3. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vyvinuli nový „atrament“, ktorý umožňuje 3D tlač predmetov z dreva. Tento materiál by mohol znížiť množstvo dreva, ktoré sa plytvá pri výrobe rôznych produktov, a navyše by mohol využiť existujúci drevný odpad, ktorý by inak skončil spálením alebo skládkou.
Použitie dreva v médiách 3D tlače nie je nový nápad. Drevené predmety boli už predtým 3D vytlačené z celulózy, ktorá bola získaná z dreva alebo boli vyrobené z pilín s bioepoxidovou živicou. Vedci z MIT dokonca vyvíjajú metódu dreva kultivovaného v laboratóriu do vopred určených trojrozmerných tvarov. Výskumníci z Riceovej univerzity však teraz tvrdia, že sú prvými ľuďmi, ktorí 3D vytlačili skutočne drevené predmety z materiálu, ktorý pozostáva výlučne z prírodných zložiek dreva.
Spolu s vodou sa viskózny atrament skladá z celulózových nanovlákien, celulózových nanokryštálov a lignínu. Posledný menovaný je typom organického polyméru, ktorý tvorí veľkú časť podporného tkaniva rastlín, vrátane stromov. Celulózu aj lignín možno zbierať z drevného odpadu, ktorý vzniká v lesnom hospodárstve, stavebníctve a pri výrobe spotrebného tovaru v priemysle.
„Drevený atrament“ sa používa na vytváranie objektov nanášaním postupných vrstiev prostredníctvom procesu 3D tlače známeho ako priame zapisovanie atramentom (DIW). Je to podobné ako bežne používaná technika modelovania fúzovanej depozície (FDM), pri ktorej sa roztavený materiál vytláča z dýzy a potom sa nechá vytvrdnúť, keď sa ochladzuje. Pri DIW sa namiesto chladenia materiál prevedie do pevnej formy procesom spekania.
V prípade dreveného atramentu proces spekania zahŕňa lyofilizáciu vytlačených predmetov pri teplote -85 ºC počas 48 hodín, potom ich zahrievanie na teplotu 180 ºC počas 20 až 30 minút. Krok zahrievania premení lignín na „molekulárne lepidlo“, ktoré viaže celulózové vlákna a kryštály.
Malé predmety vytlačené z materiálu sú údajne dosť podobné prírodnému drevu svojim vzhľadom, štruktúrou, textúrou, tepelnou stabilitou a dokonca aj vôňou. Sú tiež mechanicky pevnejšie ako prírodné balzové drevo, ktoré bolo v štúdii použité ako základ. A ako bonus sa pri likvidácii biologicky rozložia.
Čo je však dôležitejšie, keď sa predmet vytlačí dreveným atramentom, použije sa iba presné množstvo atramentu potrebné na vytlačenie tohto predmetu. Naproti tomu, keď je predmet vyrezaný alebo vyfrézovaný z bloku prírodného dreva, všetko odstránené drevo príde nazmar.
„Schopnosť vytvoriť štruktúru dreva priamo z vlastných prírodných komponentov vytvára pôdu pre ekologickejšiu a inovatívnejšiu budúcnosť,“ povedal docent Muhammad Rahman, vedúci vedec. „Ohlasuje to novú éru udržateľnej 3D tlačenej drevenej konštrukcie.“
Vedci pripúšťajú, že kroky lyofilizácie a zahrievania v procese sú energeticky náročné, takže skúmajú alternatívy. Článok o ich výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Science Advances.
