Ekologiczna i wytrzymała żywica fotopolimerowa z oleju roślinnego

Kategoria: Materiały do druku 3D 28 Cze 2020

Naukowcy z Politechniki Guangdong w Chinach opublikowali badania, z których wynika, że udało im się opracować nie tylko wytrzymałą, ale przede wszystkim przyjazną dla środowiska żywicę fotopolimerową, dla drukarek 3D pracujących w technologii SLA. Bazą dla tego materiału jest olej roślinny, czyli jeden z najlepszych materiałów biodegradowalnych.

W dobie globalnej troski o nasze środowisko oraz wyczerpujących się powoli zasobów, coraz więcej firm stara się prowadzić swoją działalność w oparciu o zrównoważony rozwój. Tym samym na rynku pojawia się coraz więcej produktów określanych mianem ekologicznych. W przypadku materiałów do druku 3D, technologią która dominuje na tym polu, jest zdecydowanie FDM, dla której producenci przez ostatnie lata przygotowali całą masę filamentów eko. Na drugim biegunie mamy żywice fotopolimerowe, które w żaden sposób nie kojarzą nam się z czymś bezpiecznym dla środowiska. Dzięki chińskim naukowcom już niebawem może się to zmienić.

Standardowe żywice fotopolimerowe, pomimo że umożliwiają druk 3D modeli o niemal idealnym wykończeniu powierzchni, to niestety nie zapewniają im wystarczającej wytrzymałości, która pozwoliłaby na ich wykorzystanie do celów inżynierskich. W przypadku aktualnie dostępnych fotopolimerów biodegradowalnych, te właściwości będą wyglądać jeszcze mniej imponująco. Tego typu żywice są zazwyczaj wykonywane z polimerów modyfikowanych akrylanem, polimerów pochodzących z celulozy i akrylanów na bazie olejów roślinnych właśnie.

W przypadku żywic wykonanych z tych ostatnich, najczęstszym problemem jest sposób ich przygotowywania. Zazwyczaj wykonuje się je mieszając mechanicznie, co powoduje rozluźnianie ich wewnętrznych połączeń. W efekcie przyczynia się to do obniżenia właściwości mechanicznych. Dotychczasowe próby uniknięcia takiego zjawiska w tego typu materiałach zakończyły się niepowodzeniem.

Rozwiązaniem ma być połączenie modyfikowanego uretanem oleju sojowego z grupą epoksydową (które wzmacnia odporność uderzeniową) oraz zastosowania procesu tak zwanego podwójnego utwardzania. Podczas pierwszej reakcji powstaje solidna warstwa o określonym kształcie, natomiast w drugiej reakcji następuje poprawa jej właściwości mechanicznych. Element końcowy zyskuje w ten sposób niespotykaną dla żywic biodegradowalnych wytrzymałość.

Podczas etapu testowania okazało się, że domieszka modyfikowanego uretanem oleju sojowego do akrylanu epoksydowego znacząco zwiększyła jego wytrzymałość mechaniczną nie zmniejszając zarazem wartości parametru wydłużenia przy zerwaniu. Tym samym naukowcom udało się opracować wysokorozdzielczą żywicę hybrydową, pozwalającą na wykonywanie precyzyjnych i trwałych modeli, która jest dodatkowo przyjazna dla środowiska.

Źródło: www.3dnatives.com

O autorze

Redaktor Naczelny 3D w praktyce. Absolwent Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, fan gier komputerowych oraz właściciel sklepu filaments4U.com.

ARTYKUŁY POWIĄZANE

Ostatnie komentarze