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更环保安全 研究人员揭示SLA 3D打印树脂新方法

来源:e键打印   发布时间:2016-05-30 08:44:11   浏览次数:725

更环保安全 研究人员揭示SLA 3D打印树脂新方法

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所谓保护环境就是保护我们自己,人们一直在不断的升级着现有的技术,使其更环保节能。日前,由欧特克公司的研究人员和加州大学伯克利分校学生组成的一个团队发布了一个报告,介绍了改进SLA 3D打印材料的安全性和可持续性的三个主要途径。该研究结果指出,可以用集中天然材料来代替当下的商业树脂中发现的有毒元素。


虽然3D打印被认为是未来的制造技术——能够以更短的时间、更少的浪费制造出以前无法想象的几何形状——但是其不可否认的缺点是,很多3D打印材料,尤其是SLA树脂,对人体和环境是有毒性的。


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“对可用于3D打印的生物友好材料的开发,这种材料往往是安全和可持续的,将导致很多新的应用的涌现,并拓展新的市场,因此这一问题的解决将是解锁增材制造潜力的一大关键。


据e键打印网了解,这份报告起始于对用于欧特克Ember SLA 3D打印机的光敏树脂以及其它商业上可用的树脂的健康和危险评估。这项评估发现,甚至在聚合过程(即通过UV光源硬化树脂)之后,残余的液态树脂仍然 存在。这种树脂被认为是有毒、有害的废物,而且推着时间的推移可能导致过敏,甚至进一步引发更加有害的反应,包括哮喘和皮疹等。


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为了找到可以替代上述材料的无毒配方,研究人员着重于从仿生学的概念出发,也就是从自然界中寻找灵感,并将其用于科技发展。其逻辑是,既然自然本身已经提供了最有效、可持续的和有益的材料和工艺,那么为什么要用那些有毒、有限的人造“解决方案”来替代它呢?


具体来说,研究团队从PR48开始着手,PR48也被称为欧特克标准透明原型树脂。从PR48这种材料开始使得研究人员能够隔离树脂中那些有害的元素,并设计一种方法来替代或者消除它们。


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最终,PR48中的有害物质被认为是光引发剂和丙烯酸酯单体,这两种成分目前对人类健康和环境都有危害。在此基础上,研究人员们总结出了三种方法来改进PR48与类似的SLA 3D打印树脂所带来的负面影响:


更换光引发剂


修改树脂中的丙烯酸酯


创建一种全新的树脂


例如,那些天然的食品添加剂,如姜黄素和核黄素(维生素B2)可以结合在一起用作光引发剂,以取代PR48中有毒的TPO。


至于丙烯酸酯,按重量计算约占PR48中的99%,可以通过增加其分子质量来进行修改,从而降低其被皮肤吸收的能力。为此,研究人员提出使用含有酒精的甘油三酯(脂肪)来替代,这种成分往往来自蓖麻油或壳聚糖,而后者可以从虾壳中提取。


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据研究人员们称,上述两种方法均被视为是对PR48配方的增量改变:“与目前商业上可用的石油基SLA树脂来说,这些替代的生物基成分更具可持续性。而且在结合在一起使用的时候,这些增量改变的成分可以增加安全性、降低成本,从而可以大大降低其危害,并可用于新的应用。


其第三种选择,则要求彻底改革:即超越丙烯酸酯,基于生物系统开发的全新SLA树脂配方。


例如,有两种可以替代的配方灵感就来自牡蛎和贻贝。“这些物种能够承受海水移动时的巨大作用力并牢牢地粘在岩石上。其秘密在于它们能够利用海水中PH值的变化形成胶水,这种胶水会形成被称为“足丝”的丝线,这些软体动物就用它们将自己牢固地固定在岩石表面。”他们解释说。


通过开发出一种可以模拟贻贝分泌的蛋白质的光敏树脂,研究人员们认为他们可以创造出一种树脂,这种树脂可以将不同材料的属性集中在一个3D打印件里。


显然,在自然界供有很多有趣的材料和工艺,不仅能够改进3D打印的毒性,甚至有可能推动其技术的发展。


最理想的状态就是既环保又好用,在如今环保法律更加健全,环保理念以及深入人心的情况下,开发一个新产品新技术必须要考虑到它的环保性,如果不遵循环保意识,势必不会得到消费者的认可,如果同时这个新产品新技术触及到了人类生命安全,那么还将面临法律的制裁。


本文部分内容来源于天工社

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