科学家将白蚁废物当3D打印材料利用到循环经济中

时间：2021-02-24 10:23 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网2月24日讯，来自德国联邦材料研究与测试研究所的研究人员已经开发出了一种可持续的新型3D打印材料，该材料采用了白蚁的垃圾。喂食后，利用微小虫子留下的粉状木屑和粪便，科学家能够配制出一种独特的循环经济原料，该原料可以通过粘合剂喷射3D打印而无需任何聚合物添加剂。这种生物基材料生产的零件强度低但尺寸精度高，因此潜在地使其成为将来创建环保的金银丝结构的理想选择。

研究人员设法使用白蚁frass对尺寸为200μm的立方结构进行3D打印。通过Plos One日记拍摄的照片。
从粪便到原料
         随着世界继续寻求可持续的制造解决方案，行业内经常吹捧3D打印比传统生产方法更环保。尽管如此，油基光敏聚合物的广泛使用仍然是对该技术绿色环保的挑战，并且有必要创造一种循环替代品。
         天然原料不仅对地球有好处，而且使用户能够在生产过程中及早确定产品的生命周期，并相应地调整产量。也可以通过回收工厂现场的垃圾来配制这种自酿材料，从而使其具有成本效益和可持续发展的潜力。
      考虑到粘合剂喷射几乎可以处理所有粉状原料，该技术通常被用作测试这种新型配方的一种手段。然而，将这些材料精炼成具有适当粒度的粉末仍然是挑战。为了解决这个问题，德国科学家因此确定了一种新近优化的颗粒，但使用的可能性极小：白蚁。
         这种昆虫的消化系统将不均匀的木材转化为紧密的纤维素-木质素混合物，事实证明，这种混合物无需进一步处理即可用于3D打印。尽管以前的木材原料需要印刷聚合物添加剂或使用其他粘合相，但白蚁无须使用，这使其易于加工。

科学家的3D打印立方结构（如图所示）具有较低的堆积密度。图片来自Plos One期刊。
用白蚁垃圾进行3D打印
         为了创建他们的木料，科学家们饲养了一个小型的欧洲钻房（EHBs）和白蚁农场，在收集粪便的同时喂养了六个月。事实证明，所有白蚁的六面丸状粪便大小都几乎相同，并具有出色的流动性，使其成为制造均匀层的理想选择。
       一旦获得了足够的原材料，该团队便使用了商用3D打印机的热固化站，将它们与ExOne粘合剂进行交联，从而产生了一组立方试样。有趣的是，通过更改系统的粘合剂饱和度参数，研究人员能够确定孔隙度可调节的结构的传递比率。
         就层厚度而言，白蚁粪便可以实现的最佳重现性结果为800μm，而EHB在100μm时更为精确。同样，该小组的骰子状结构的尺寸精度约为200μm，但除了包装密度低外，还存在过饱和的问题。
      结果，该零件显示出较低的机械强度，尽管科学家们认为渗透可以增强其坚固性，但他们也承认其材料不适合印刷“即用型物品”。尽管如此，研究人员仍然认为EHB蜡具有保持潜力，可作为创建花丝结构的原料，尽管需要通过后处理进行增强。
可持续发展中的附加创新

在过去的一年中，研究人员在研究3D打印的生态影响以及识别新的圆形材料方面取得了长足的进步。弗莱堡大学的一个团队开发了自己的新型木质3D打印材料。通过将天然来源的木质素与纤维素球结合在一起，科学家们得以创造出一种独特的生物聚合物，该聚合物在轻型建筑应用中可能会有用。

威奇托州立大学，堪萨斯州大学和堪萨斯州立大学的研究人员已联合开发一种数据算法，以探索可持续材料的潜力。该团队致力于使用数据分析，计算方法和诊断工具，使环保型原料更易获得。

在其他地方，来自NOVA de Lisboa大学（UNIDEMI）的科学家强调，需要进一步研究3D打印的圆形度。研究小组的文献综述显示，聚合工厂的垃圾在减少废物产生方面具有特殊的潜力，并且将来可以用作回收材料。

中国3D打印网编译文章！

(责任编辑：admin)

上一篇：科学家3D打印实时模型以研究吸大麻对人肺的影响
下一篇：工程师设计在零重力条件下构造太阳能电池板或天线的轨道3D打印机

\|3D打印新闻\|	\|3D打印报价\|	\|3D打印程序\|	\|3D打印材料\|	\| 3D打印机 \|	\|3D打印创业\|	\|3D建模教程\|
\|3D打印资讯\|	\|3D扫描仪\|	\|3D打印方案\|	\|3D打印测评\|	\|3D打印服务\|	\|3D打印模型\|	\|3D打印百科\|