Laut ausländischen Medienberichten ist Cellulose ein natürliches Polymer und Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände. Es wird von immer mehr Menschen als umweltfreundliches und biokompatibles 3D-Druckmaterial verwendet. Wissenschaftler haben nun eine Möglichkeit erfunden, komplexe Objekte mit einem höheren Zellulosegehalt als je zuvor zu drucken.

Zunächst stellten die Forscher eine Art „Druckfarbe“ aus Wasser und 6-14% Zellulosepartikeln und -fasern her. Diese nanoskaligen Zellulosepartikel werden in Wasser suspendiert, wodurch die Tinte eine gelartige Konsistenz hat. Dann wird ein als "direktes Tintenschreiben" bezeichnetes Verfahren verwendet, um das Material Schicht für Schicht aus einer Druckerdüse auszustoßen und ein dreidimensionales Objekt zu bilden.

Das Objekt wird dann in ein organisches Lösungsmittel gelegt. Zu diesem Zeitpunkt aggregieren die Zellulosepartikel durch die Reaktion mit dem Lösungsmittel, wodurch das Objekt schrumpfen und dicht werden kann. Dann wird der kleinere Gegenstand herausgenommen, damit das noch darin befindliche Lösungsmittel verdunstet.

Als nächstes wird es in eine Lösung getaucht, die einen lichtempfindlichen Kunststoffvorläufer enthält, der in das Zellulose-"Gerüst" eindringt, aus dem das Objekt besteht. Wenn der Artikel anschließend ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, wird der Vorläufer ein fester Kunststoff.

Damit liegt der Zellulosegehalt des zusammengesetzten Endprodukts laut ETH Zürich bei 27%, was einen neuen Rekordwert darstellt. Je nach Art des verwendeten Kunststoffvorprodukts können die Gegenstände je nach Verwendungszweck hart oder weich sein.

Bisher wurde diese Technologie verwendet, um relativ kleine und empfindliche Gegenstände herzustellen. Sobald die Technologie weiterentwickelt werden kann, werden mit dem Verfahren Knorpelersatzimplantate oder maßgeschneiderte Produktverpackungen und andere Produkte hergestellt.

Die am häufigsten verwendeten 3D-Druckmaterialien sind:

Beginnen wir mit den am häufigsten verwendeten Materialien.

Lichtempfindliches Harz: Dieses Material hat die höchste Druckgenauigkeit, im Allgemeinen bis zu 0.05 mm. Die Oberfläche ist außerdem sehr glatt, geeignet für den Druck von Außenteilen und auch für den 3D-Druck die einzige Wahl, um die Größe der Form zu überprüfen. Unterteilt in zwei Arten von gewöhnlichem Harz und zähem Harz. Gewöhnliches Harz ist weiß, etwas schwächer in der Festigkeit, zerbrechlich und wird mit der Zeit gelb. Wenn es sich also um ein Außenteil handelt, ist es am besten, es einzufärben. Zähe Harze sind im Allgemeinen smaragdgrün oder hellgelb. Im Vergleich zu gewöhnlichen Harzen haben zähe Harze eine etwas bessere Festigkeit und sind nicht leicht zu brechen. Es ist erwähnenswert, dass: Wenn Sie Harzmaterialien für Strukturteile verwenden, keine Gewinde darauf klopfen und die Mutter nicht festsitzen, da sonst das Loch platzt.

PLA: Die Druckkosten dieses Materials sind relativ gering. Wenn es zur temporären strukturellen Anzeige verwendet wird, kann es mit diesem Material hergestellt werden, wenn das Erscheinungsbild nicht hoch ist. Die Materialstärke ist hoch und die Füllrate im Inneren der Struktur kann während des Druckvorgangs einfach angepasst werden, sodass leicht ein geringes Gewicht erreicht werden kann. Die Genauigkeit ist etwas schlechter. Wenn die Teile eine übereinstimmende Beziehung aufweisen, muss genügend Spiel vorhanden sein, um die Montage zu gewährleisten. Generell sollte ein Spiel von mindestens 0.5 mm für die Welle Loch passen. Beim Entwerfen sollten Sie vermeiden, dass die Struktur in der Luft hängt, da der hängende Strukturteil eine Druckunterstützung benötigt, die rau ist. Das Material hat eine Verformungstemperatur von 60 Grad und kann nicht in einer Hochtemperaturumgebung verwendet werden.

TPU: Weiches Gummimaterial, farbenreich, kann auf Rädern, Kissen, Dichtungen und anderen Teilen gedruckt werden. Die Härte liegt zwischen 80A und 95A. Die Oberfläche des Druckproduktes ist glatt und glänzend. Teile mit komplexen Strukturen sind nach dem Druck strähniger und die Oberfläche ist behaart, was schwer zu reinigen ist. Wenn die Oberflächenanforderungen sehr hoch sind, können Sie auch die Methode des Compound-Mouldings verwenden, bei der zuerst der Harz-Prototyp ausgedruckt, dann mit Silikon umwickelt wird, um die Form herzustellen, und schließlich ein ähnliches Gießverfahren verwendet wird, um die TPU-Teile herzustellen . Der Prozess ist relativ kompliziert und die Produktionskosten sind hoch, gute Wirkung, kann für komplexe Teile wie Uhrenarmbänder verwendet werden.

ABS: Häufig verwendete technische Kunststoffe mit den Eigenschaften Hitzebeständigkeit, Schlagzähigkeit, Niedertemperaturbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, hervorragende elektrische Eigenschaften und Produktgrößenstabilität. Die Wärmeformbeständigkeit beträgt 93-118 ° C, kann bei -40 ° C noch eine gewisse Zähigkeit aufweisen und kann im Temperaturbereich von -40-100 ° C verwendet werden. Geeignet für Strukturteile.

Nylon: Das stärkste Material unter den nichtmetallischen Druckmaterialien ist Nylon. Das derzeit beste Verfahren zum Bedrucken von Nylon ist das SLS-Laserpulversintern. Die Formgenauigkeit ist sehr hoch und die Festigkeit und Zähigkeit des erhaltenen Werkstücks sind am besten. Darüber hinaus ist das Nylonmaterial selbst auch gegen hohe Temperaturen und Verschleißfestigkeit beständig und eignet sich für Strukturskelette. Die Oberfläche der nach dem Lasersintern erhaltenen Teile weist eine matte Textur auf, so dass keine Notwendigkeit besteht. Oberflächenbehandlung.

Link zu diesem Artikel: Beliebte 3D-Druckmaterialien mit höherem Zelluloseanteil

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