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3D打印模仿木材的超微结构以实现环保制造技术-皇冠手机登录备用

2024-04-29 03:36 已有人浏览
本文摘要:瑞典坎尔姆斯理工大学的研究人员用木基油墨顺利地展开了3D打印机,仿效了木材的独有“超微结构”。这项研究可以彻底改变绿色产品的生产,通过效仿木材的天然蜂窝结构,需要建构源于树木具备独有的性质的绿色产品。木材生长的方式由其遗传密码掌控,这使其在孔隙度,韧性和挽回强度方面具备独有的性质。 但木材在加工方面有局限性。木材与许多其他材料有所不同,一般来说无法自由选择熔融或重塑木材等选项,而是必需钩托,刨平或倾斜。

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瑞典坎尔姆斯理工大学的研究人员用木基油墨顺利地展开了3D打印机,仿效了木材的独有“超微结构”。这项研究可以彻底改变绿色产品的生产,通过效仿木材的天然蜂窝结构,需要建构源于树木具备独有的性质的绿色产品。木材生长的方式由其遗传密码掌控,这使其在孔隙度,韧性和挽回强度方面具备独有的性质。

但木材在加工方面有局限性。木材与许多其他材料有所不同,一般来说无法自由选择熔融或重塑木材等选项,而是必需钩托,刨平或倾斜。

在长时间的传统工艺范围之外思维,坎尔姆斯理工大学的团队需要明确提出新技术容许木材实质上通过3D打印机介质生长成最后产品所需的形状。除此之外,他们还加到了半纤维素,一种来自植物的天然成分,其起到类似于胶合剂。(实木的组织和3D打印机版的显微镜图像表明了研究人员如何仿效现实木材的细胞结构。

印刷版的尺寸更大,便于处置和表明,但研究人员需要以任何规模展开印刷)最近有关Chalmers研究的新闻稿中有提及,“木材在切换为生产纸张,卡片和纺织品等产品的过程不会毁坏木质细胞的基础超微结构或结构。但是现在明确提出的新技术通过3D打印机技术,实质上可以使木材生长成最后产品所需的形状。

“(PaulGatenholm教授)预先将木浆转化成为纳米纤维素凝胶,顺利地说明和数字化木材的遗传密码。这意味著现在,在印刷过程中可以准确地掌控纤维素纳米纤丝的排序,以实际拷贝木材的理想超微结构。

需要管理方向和形状意味著它们可以捕捉天然木材的简单特性。随着3D打印机技术的发展,世界各地的研究人员、开发人员和制造商大大研究各种材料,令人吃惊的是,有多少种有所不同类型的塑料,金属,纤维,墨水等都可以用作创立简单的几何。即使是像木材一样独有的材料也已被用作数字木材和简单纹理,轮胎技术以及木材作为塑料的更佳替代品的创意。通过这种新的超微结构,研究人员找到了用于木质填充油墨制作各种物品的潜力,还包括:●包●衣服●家具●医疗保健和个人护理产品一旦Chalmers的研究人员取得了这些材料,他们就打算将项目提高到一个新的水平,因为他们开始用于墨水来“指导3D打印机”并创立一个展出木质纤维素优点的结构。

“这是生产技术的突破。它使我们需要打破大自然界限,建构出有新的可持续绿色产品。

这意味著现在早已基于森林的那些产品现在可以在更加较短的时间内展开3D打印机。目前在3D打印机中用于的金属和塑料可以用可再生的,可持续的替代品替代,“PaulGatenholm教授说,他在坎尔姆斯理工大学瓦伦堡木材科学中心领导了这项研究。新技术修筑了一个全新的可能性领域。与天然木材比起,木质产品现在可以按照订单展开设计和“栽种”-大大缩短了时间尺度。

PaulGatenholm的团队早已研发出有一种创意纸盒概念的原型。他们打印机出有蜂窝状结构,在打印机壁之间有腔室,然后设法将液体颗粒PCB在这些腔室内。纤维素具备出色的氧气隔绝性能,这意味著这有可能是一种有前景的方法,用作为食品或药品建构气密纸盒。

(蜂窝结构,其中液体颗粒PCB在印刷壁之间的气隙中。纤维素具备出色的氧气隔绝性能,这意味著这有可能是一种用作生产气密纸盒的有前景的方法,例如用作食品或药品)“以这种方式生产产品可以在资源和危害废气方面节省大量资金,”Gatenholm说道。

“想象一下,例如,如果我们可以开始在当地打印机纸盒,它将意味著替代当今的行业,相当严重倚赖塑料和分解二氧化碳的运输。纸盒可以按照订单设计和生产,没任何浪费。”“植物的原料是极为可再生的,因此原料可以在较长的太空旅行期间,或在月球上或火星上生产。

如果你正在栽种食物,可能会取得纤维素和半纤维素,”PaulGatenholm说道。(显微镜图像表明了研究人员如何需要准确掌控纤维素纳米纤维的倾向,以与天然木材生长完全相同的方式在有所不同方向上展开印刷)Gatenholm还设想了在太空中用于其材料和产品的潜力,研究人员早已在欧洲空间局(ESA)的一个研讨会上顺利地展出。


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