ライス研究者による3Dプリンター用の天然「木」インク

の 科学者 木製オブジェクトの3Dプリントを可能にする新しい「インク」を開発しました。 この材料は、さまざまな製品の製造で廃棄される木材の量を削減できるだけでなく、焼却または廃棄されることになる既存の木材廃棄物を利用することもできます。

初めに、 3D プリンターでの木材の使用は新しいことではありません。 とりわけ、によって印刷されたオブジェクトは、 木材由来のセルロース またはから おがくず 混ざった バイオエポキシ樹脂を使用。 MIT の科学者も開発中です 実験室で生産された木材を育てる方法 事前定義された 3D 形状で。

しかし、その研究者たちは、 ヒューストンのライス大学 完全に木材の天然成分から作られた素材から本物の木製オブジェクトを 3D プリントすることに初めて成功したと主張しています。

この粘性インクは、水とともに、セルロース ナノファイバー、セルロース ナノクリスタル、およびリグニンで構成されています (後者は、樹木を含む植物の支持組織の大部分を構成する有機ポリマーの一種です)。 セルロースとリグニンはどちらも、林業、建設、消費財産業から出る木材廃棄物から採取できます。

」木のインク» として知られる 3D 印刷プロセスを通じて、連続したレイヤーでオブジェクトを作成するために使用されます。 インク直接書き込み (DIW)。 このプロセスは、広く使用されている FDM (溶融堆積モデリング) モデリング技術に似ています。この技術では、溶融した材料がノズルから押し出され、冷えるにつれて固化します。 DIWでは、材料は冷却されるのではなく、熱処理によって固体の形に変換されます。 焼結プロセス。

ウッドインクの場合、焼結プロセスでは、印刷物を -85 °C で 48 時間凍結乾燥し、その後 180 °C で 20 ～ 30 分間加熱します。 加熱ステップにより、リグニンは繊維とセルロース結晶を結合する「分子接着剤」に変わります。

この素材からプリントされた小物は、外観、構造、質感、熱安定性、さらには香りまで天然木によく似ていると言われています。 また、機械的にもより強力です。 天然バルサ材、研究の基礎として使用されました。 さらに、廃棄すると生分解されます。

しかし、もっと重要なことは、オブジェクトがインクで印刷されるとき、 特定のアイテムの印刷に必要な正確な量のインクのみが使用されます。 逆に、物体が天然木のブロックから彫刻されたり、フライス加工されたりする場合、除去された木材はすべてゴミ箱に入ります。

」木自体の天然成分から直接木造構造物を作成できる能力は、より環境に優しく革新的な未来への基礎を築きます。」と主任科学者准教授は語った。 ムハンマド・ラーマン。 」持続可能な 3D プリント木造建築の新時代の到来を告げる」。

しかし、科学者らは、プロセスの凍結乾燥と加熱の段階がエネルギーを大量に消費することを認めており、そのため代替の解決策を研究しているとのことだ。

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