Forskere udvikler genforarbejdelige termohærder til bæredygtig 3-D-print

3-D-print af komplekse strukturer, der indeholder submillimeter-størrelser, har unddraget forskere i årtier. Nylige fremskridt inden for 3-D-print har medført levedygtige 3-D-printteknikker såsom digital lysbehandling (DLP)-baserede systemer, der bruger ultraviolet (UV) lys til at omdanne oprindeligt flydende polymerharpikser til fritstående faste strukturer i en præcis, kontrolleret måde.

Blandt alle 3D-printmaterialer, termohærdende fotopolymerer hævder næsten halvdelen af ​​markedet på grund af deres overlegne mekaniske stabilitet ved høje temperaturer, fremragende kemisk resistens, og god kompatibilitet med højopløselige 3D-printteknologier. Imidlertid, når disse termohærdende fotopolymerer danner 3D-dele gennem en UV-udløst kemisk reaktion, de kovalente netværk er permanente og kan ikke oparbejdes, dvs. omformet, repareret eller genbrugt. Denne uforarbejdelige natur, kombineret med eksplosionen i 3-D-print globalt, fører til stort spild af 3D-printmaterialer med alvorlige miljømæssige konsekvenser

For at løse denne miljømæssige udfordring, forskere fra Singapore University of Technology and Design (SUTD) har udviklet 3-D print 'reprocessable' termohærder (3DPRT'er), der gør 3-D printede strukturer omformelige, repareres og genbruges.

"Vi har udviklet for første gang, genbearbejdelige termohærdende fotopolymerer designet til DLP-baseret højopløsnings 3D-print, " sagde adjunkt Qi (Kevin) Ge fra SUTD's Science and Math Cluster, en af ​​medlederne af dette projekt. Han tilføjede, "For det første, Højopløsningsstrukturer kan omdannes og fikseres til vilkårlige former efter udskrivning. Denne egenskab forbedrer udskrivningseffektiviteten, da for eksempel, 3-D origami dele kan genereres fra flade, 2-D lag. For det andet strukturen kan repareres, hvilket betyder, at beskadigede websteder kan genudskrives, mens den strukturelle integritet opretholdes perfekt, forlænger produktets holdbarhed. For det tredje og vigtigst af alt, vores materiale kan genbruges og genbruges til andre formål."

"Samlet set, vi mener, at udviklingen af ​​3DPRT'er giver en praktisk løsning til at løse miljømæssige udfordringer forbundet med den igangværende hurtige stigning i forbruget af 3-D printmaterialer, som i stigende grad bliver brugt i en bred vifte af avancerede applikationer, herunder vævsteknologi, blød robotik, nano-enheder og mange andre, " sagde professor Martin Dunn, den anden medleder af dette projekt, og i øjeblikket dekan for College of Engineering and Applied Science ved University of Colorado Denver.

Detaljer om dette arbejde dukkede op i Naturkommunikation den 8. maj 2018.