更環(huán)保安全 研究人員揭示SLA 3D打印樹脂新方法
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所謂保護環(huán)境就是保護我們自己,人們一直在不斷的升級著現(xiàn)有的技術(shù),使其更環(huán)保節(jié)能。日前,由歐特克公司的研究人員和加州大學(xué)伯克利分校學(xué)生組成的一個團隊發(fā)布了一個報告,介紹了改進SLA 3D打印材料的安全性和可持續(xù)性的三個主要途徑。該研究結(jié)果指出,可以用集中天然材料來代替當下的商業(yè)樹脂中發(fā)現(xiàn)的有毒元素。
雖然3D打印被認為是未來的制造技術(shù)——能夠以更短的時間、更少的浪費制造出以前無法想象的幾何形狀——但是其不可否認的缺點是,很多3D打印材料,尤其是SLA樹脂,對人體和環(huán)境是有毒性的。
“對可用于3D打印的生物友好材料的開發(fā),這種材料往往是安全和可持續(xù)的,將導(dǎo)致很多新的應(yīng)用的涌現(xiàn),并拓展新的市場,因此這一問題的解決將是解鎖增材制造潛力的一大關(guān)鍵。
據(jù)e鍵打印網(wǎng)了解,這份報告起始于對用于歐特克Ember SLA 3D打印機的光敏樹脂以及其它商業(yè)上可用的樹脂的健康和危險評估。這項評估發(fā)現(xiàn),甚至在聚合過程(即通過UV光源硬化樹脂)之后,殘余的液態(tài)樹脂仍然 存在。這種樹脂被認為是有毒、有害的廢物,而且推著時間的推移可能導(dǎo)致過敏,甚至進一步引發(fā)更加有害的反應(yīng),包括哮喘和皮疹等。
為了找到可以替代上述材料的無毒配方,研究人員著重于從仿生學(xué)的概念出發(fā),也就是從自然界中尋找靈感,并將其用于科技發(fā)展。其邏輯是,既然自然本身已經(jīng)提供了最有效、可持續(xù)的和有益的材料和工藝,那么為什么要用那些有毒、有限的人造“解決方案”來替代它呢?
具體來說,研究團隊從PR48開始著手,PR48也被稱為歐特克標準透明原型樹脂。從PR48這種材料開始使得研究人員能夠隔離樹脂中那些有害的元素,并設(shè)計一種方法來替代或者消除它們。
最終,PR48中的有害物質(zhì)被認為是光引發(fā)劑和丙烯酸酯單體,這兩種成分目前對人類健康和環(huán)境都有危害。在此基礎(chǔ)上,研究人員們總結(jié)出了三種方法來改進PR48與類似的SLA 3D打印樹脂所帶來的負面影響:
更換光引發(fā)劑
修改樹脂中的丙烯酸酯
創(chuàng)建一種全新的樹脂
例如,那些天然的食品添加劑,如姜黃素和核黃素(維生素B2)可以結(jié)合在一起用作光引發(fā)劑,以取代PR48中有毒的TPO。
至于丙烯酸酯,按重量計算約占PR48中的99%,可以通過增加其分子質(zhì)量來進行修改,從而降低其被皮膚吸收的能力。為此,研究人員提出使用含有酒精的甘油三酯(脂肪)來替代,這種成分往往來自蓖麻油或殼聚糖,而后者可以從蝦殼中提取。
據(jù)研究人員們稱,上述兩種方法均被視為是對PR48配方的增量改變:“與目前商業(yè)上可用的石油基SLA樹脂來說,這些替代的生物基成分更具可持續(xù)性。而且在結(jié)合在一起使用的時候,這些增量改變的成分可以增加安全性、降低成本,從而可以大大降低其危害,并可用于新的應(yīng)用。
其第三種選擇,則要求徹底改革:即超越丙烯酸酯,基于生物系統(tǒng)開發(fā)的全新SLA樹脂配方。
例如,有兩種可以替代的配方靈感就來自牡蠣和貽貝。“這些物種能夠承受海水移動時的巨大作用力并牢牢地粘在巖石上。其秘密在于它們能夠利用海水中PH值的變化形成膠水,這種膠水會形成被稱為“足絲”的絲線,這些軟體動物就用它們將自己牢固地固定在巖石表面。”他們解釋說。
通過開發(fā)出一種可以模擬貽貝分泌的蛋白質(zhì)的光敏樹脂,研究人員們認為他們可以創(chuàng)造出一種樹脂,這種樹脂可以將不同材料的屬性集中在一個3D打印件里。
顯然,在自然界供有很多有趣的材料和工藝,不僅能夠改進3D打印的毒性,甚至有可能推動其技術(shù)的發(fā)展。
最理想的狀態(tài)就是既環(huán)保又好用,在如今環(huán)保法律更加健全,環(huán)保理念以及深入人心的情況下,開發(fā)一個新產(chǎn)品新技術(shù)必須要考慮到它的環(huán)保性,如果不遵循環(huán)保意識,勢必不會得到消費者的認可,如果同時這個新產(chǎn)品新技術(shù)觸及到了人類生命安全,那么還將面臨法律的制裁。
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