麻省理工学院开发出适用于3D打印的乙酸纤维素

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3D虎 2017-03-07 09:59:04 2383
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近日,MIT的研究人员开发出了用乙酸纤维素(具有减少数量的氢键的纤维素材料)进行3D打印?的技术。与其他形式的纤维素不同的是,乙酸纤维素可以溶解在丙酮中并通过3D打印机的喷嘴挤出……

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  3D虎讯(编辑 Sunshine)近日,MIT的研究人员开发出了用乙酸纤维素(具有减少数量的氢键的纤维素材料)进行3D打印的技术。与其他形式的纤维素不同的是,乙酸纤维素可以溶解在丙酮中并通过3D打印机的喷嘴挤出。


麻省理工学院开发出适用于3D打印的乙酸纤维素


  纤维素,纸的主要成分,是世界上最丰富的有机聚合物。它是可再生的和可生物降解的,容易采购,并且价格非常便宜。在此基础上,有人提出了为什么没有更多的人试图用3D打印呢?虽然许多科学家试图这样做,但大多数科学家面临一个主要障碍:纤维素在加热时热分解,在其变得可流动并因此可印刷之前将其元素分离。另一方面,高浓度纤维素溶液通常太粘稠而不能挤出。幸运的是,麻省理工学院的研究人员发现了使用纤维素进行3D打印的不同方法。


  乙酸纤维素,其用于摄影、油漆生产和眼镜框架的制造,作为商品被广泛采用,并且可以保持使用纤维素进行3D打印的关键。由于存在乙酸酯基团,该材料具有较少的氢键,并且可以溶解在丙酮中并通过喷嘴挤出。当丙酮蒸发时,乙酸纤维素保持固体就位。令人印象深刻的是,麻省理工学院的研究人员甚至找到了一种方法来恢复3D打印发生后缺失的氢键。


  “3D打印后,我们通过氢氧化钠处理恢复氢键网络,”纤维素3D打印研究论文第一作者、MIT博士后Sebastian Pattinson解释道。“我们发现,我们获得的部件的强度和韧性比许多常用材料大。这些材料包括ABS、PLA和其他3D打印材料。”


麻省理工学院开发出适用于3D打印的乙酸纤维素


  由于3D打印的乙酸纤维素采用油墨的形式,研究人员还能够修改该解决方案以创建功能多样的印刷对象。例如,通过向3D打印解决方案添加抗微生物染料,他们能够3D打印一对具有抗菌功能的手术镊子。这些3D打印的镊子在荧光灯的存在下杀死细菌,研究人员认为它们可以用于在远程医疗环境中提供新工具。


  这种纤维素在3D打印过程中的主要优点之一是其速度。由于乙酸纤维素不需要加热就可以挤出,因此消除了3D打印工艺中的主要步骤。此外,某些调整可使3D打印技术更快:铺设薄带状材料以使表面积最大化,或在3D打印部件上吹热空气以加速蒸发过程。研究人员还考虑开发回收蒸发的丙酮的系统,使得该方法更具成本效益,并有益于环保。


  “纤维素是世界上最丰富的有机聚合物,只需一个因素,就可以使纤维素3D打印技术成为一个非常有吸引力的商业解决方案。”Pattinson说。据悉,标题为“Additive Manufacturing of Cellulosic Materials with Robust Mechanics and Antimicrobial Functionality”的研究论文已经发表在Advanced Materials中。Pattinson与麻省理工学院的John Hart一起撰写了此论文。


延伸阅读:《麻省理工学院和哈佛科学家创造出具有可调孔隙度的3D打印材料


(来源:3D虎) 关键词: 3D打印材料 3D打印 3D打印技术
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