Biobaseret harpiks:Et gennembrud inden for hurtig prototyping

Litauiske forskere fra Kaunas University of Technology og Vilnius University syntetiserede og testede en biobaseret harpiks til optisk 3-D-print (O3DP). Den biobaserede harpiks fremstillet af vedvarende råmaterialer viste sig at være universel til både bordplade 3D-printere og avanceret ultrahurtig laser, velegnet til O3DP i skalaerne fra nano- til makro-dimensioner. Det her, ifølge forskerne, er en unik egenskab for en enkelt fotoharpiks.

Optisk 3-D-print (O3DP) er et hurtigt prototypeværktøj og en additiv fremstillingsteknik, der udvikles som et valg for effektiv og lav affaldsproduktion, endnu i øjeblikket forbundet med petroleumsafledte harpikser. Under O3DP, den fotohærdelige harpiks størknes ved at behandle den med lys; sådan teknologi gør 3-D-printning meget fleksibel og præcis - elementerne kan nå sub-mikrometer, og kan også nå makrodimensioner. Den største mangel ved O3DP er forbundet med begrænsningerne af trykmaterialerne:deres oprindelse, fysiske og kemiske egenskaber, hvilket gør, at harpiksen ikke er egnet til alle opstillinger.

"En universel biobaseret harpiks udviklet af KTU-forskere kan bruges til en multi-skala 3-D print. Indtil nu, Der blev ikke udviklet en enkelt harpiks, som ville tillade fremstilling af ultrafine nano-/mikrofunktioner og makroobjekter ud af samme sammensætning", siger Dr. Mangirdas Malinauskas, Laser NanoPhotonics Research Group Leader ved Laser Research Center ved Vilnius University (VU).

Under forsøget udført af VU-forskere, en multi-skala (op til 5 ordrer) optisk 3-D-printning af bio-baseret forbindelse blev udført ved hjælp af både state-of-the-art laser nanolitografi opsætning og en fælles bord-top 3-D printer. Derudover Skaklignende figurer blev lavet i en industriel linje, der kommercielt leverede små batch-produktionstjenester (3-D Creative). Den biobaserede fotoharpiks viste sig egnet til alle anvendelser uden yderligere ændringer. Ifølge Dr. Malinauskas, dette er en unik egenskab for enhver enkelt fotoharpiks (uanset dens oprindelse).

Den nye bio-baserede fotoharpiks blev udviklet ved Kaunas University of Technology (KTU). Forskergruppen, der arbejder ved KTU Institut for Polymerkemi og Teknologi og ledes af Dr. Jolita Ostrauskaite, har designet formuleringer af fotohærdelige harpikser til optisk 3-D print, såvel som syntetiseret, karakteriserede og undersøgte de reologiske, mekanisk, termiske egenskaber af polymermaterialer opnået fra disse harpikser.

"I øjeblikket, kun termoplastiske biobaserede polymerer, der anvendes i termisk 3-D printteknologi, er kommercielt tilgængelige. KTU-forskere har udviklet en biobaseret fotohærdbar harpiks, som kan bruges til optisk 3-D-print. Biobaserede fotohærdelige harpikser til sådanne teknologier er i øjeblikket ikke tilgængelige på markedet", siger Dr. Ostrauskaite.

Ifølge hende den største fordel ved den nye biobaserede fotohærdelige harpiks er evnen til at få deres komponenter fra vedvarende råmaterialer, i øvrigt, disse komponenter kan købes i kommercielt store mængder.

Selvom den nye biobaserede fotoharpiks ikke er kommercialiseret endnu, forskerne hævder, at det kunne bruges umiddelbart efter behov i industrielle linjer, da det viste sig at være kompatibelt med kommercielt tilgængelige opsætninger af JSC 3-D Creative. Da det udviklede materiale stadig er meget nyt, yderligere undersøgelse er nødvendig for dets sikre og økonomiske brug i industrien.

Denne øko-innovation er videreført inden for InterReg-projektet EcoLabNet, et baltisk område-baseret netværk bestående af FUI og SMV'er.