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3D资讯
首页 > 资讯中心科(kē)學(xué)家将白蚁废物(wù)利用(yòng)到山(shān)东青岛3D打印材料的循环经济
发布时间：2021-03-01
浏览人次：939次
3D打印材料，该材料采用(yòng)了白蚁和昆虫垃圾。
喂食后，利用(yòng)微小(xiǎo)虫子留下的粉状木(mù)屑和粪便，科(kē)學(xué)家能(néng)够配制出一种独特的循环经济原料，该原料可(kě)以通过粘合剂喷射3D打印而无需任何聚合物(wù)添加剂。这种生物(wù)基材料生产的零件强度低但尺寸精度高，因此潜在地使其成為(wèi)将来创建环保细丝结构的理(lǐ)想选择。
研究人员设法使用(yòng)白蚁frass对尺寸為(wèi)200μm的立方结构进行3D打印
从粪便到原料
随着世界继续寻求可(kě)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(wù)的广泛使用(yòng)仍然是对该技术绿色环保的挑战，并且有(yǒu)必要创造一种循环替代品。
天然原料不仅对地球有(yǒu)好处，而且使用(yòng)户能(néng)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(kě)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(yǒu)成本效益和可(kě)持续发展的潜力。
考虑到粘合剂喷射几乎可(kě)以处理(lǐ)所有(yǒu)粉状原料，该技术通常被用(yòng)作测试这种新(xīn)型配方的一种手段。然而，将这些材料精炼成具有(yǒu)适当粒度的粉末仍然是挑战。為(wèi)了解决这个问题，德國(guó)科(kē)學(xué)家因此确定了一种新(xīn)近优化的颗粒，但使用(yòng)的可(kě)能(néng)性极小(xiǎo)：白蚁。
这种昆虫的消化系统将不均匀的木(mù)材转化為(wèi)紧密的纤维素-木(mù)质素混合物(wù)，事实证明，这种混合物(wù)无需进一步处理(lǐ)即可(kě)用(yòng)于3D打印。尽管以前的木(mù)材原料需要打印聚合物(wù)添加剂或使用(yòng)其他(tā)粘合相，但白蚁无须使用(yòng)，这使其易于加工。
科(kē)學(xué)家的3D打印立方结构具有(yǒu)较低的堆积密度
用(yòng)白蚁渣进行3D打印
為(wèi)了创建他(tā)们的材料，科(kē)學(xué)家们饲养了一个小(xiǎo)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(yǒu)白蚁的六面丸状粪便大小(xiǎo)都几乎相同，并具有(yǒu)出色的流动性，使其成為(wèi)制造均匀层的理(lǐ)想选择。
一旦获得了足够的原材料，该团队便使用(yòng)了商(shāng)用(yòng)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(yǒu)趣的是，通过更改系统的粘合剂饱和度参数，研究人员能(néng)够确定孔隙度可(kě)调节的结构的传递比率。
就层厚度而言，白蚁粪便可(kě)以实现的最佳重现性结果為(wèi)800μm，而EHB在100μm时更為(wèi)精确。同样，该小(xiǎo)组的骰子状结构的尺寸精度约為(wèi)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(kē)學(xué)家们认為(wèi)渗透可(kě)以增强其坚固性，但他(tā)们也承认其材料不适合打印“即用(yòng)型物(wù)品”。尽管如此，研究人员仍然认為(wèi)EHB frass具有(yǒu)作為(wèi)制造细丝结构原料的潜力，但需要通过后处理(lǐ)进行强化。
喂食后，利用(yòng)微小(xiǎo)虫子留下的粉状木(mù)屑和粪便，科(kē)學(xué)家能(néng)够配制出一种独特的循环经济原料，该原料可(kě)以通过粘合剂喷射3D打印而无需任何聚合物(wù)添加剂。这种生物(wù)基材料生产的零件强度低但尺寸精度高，因此潜在地使其成為(wèi)将来创建环保细丝结构的理(lǐ)想选择。
研究人员设法使用(yòng)白蚁frass对尺寸為(wèi)200μm的立方结构进行3D打印
从粪便到原料
随着世界继续寻求可(kě)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(wù)的广泛使用(yòng)仍然是对该技术绿色环保的挑战，并且有(yǒu)必要创造一种循环替代品。
天然原料不仅对地球有(yǒu)好处，而且使用(yòng)户能(néng)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(kě)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(yǒu)成本效益和可(kě)持续发展的潜力。
考虑到粘合剂喷射几乎可(kě)以处理(lǐ)所有(yǒu)粉状原料，该技术通常被用(yòng)作测试这种新(xīn)型配方的一种手段。然而，将这些材料精炼成具有(yǒu)适当粒度的粉末仍然是挑战。為(wèi)了解决这个问题，德國(guó)科(kē)學(xué)家因此确定了一种新(xīn)近优化的颗粒，但使用(yòng)的可(kě)能(néng)性极小(xiǎo)：白蚁。
这种昆虫的消化系统将不均匀的木(mù)材转化為(wèi)紧密的纤维素-木(mù)质素混合物(wù)，事实证明，这种混合物(wù)无需进一步处理(lǐ)即可(kě)用(yòng)于3D打印。尽管以前的木(mù)材原料需要打印聚合物(wù)添加剂或使用(yòng)其他(tā)粘合相，但白蚁无须使用(yòng)，这使其易于加工。
科(kē)學(xué)家的3D打印立方结构具有(yǒu)较低的堆积密度
用(yòng)白蚁渣进行3D打印
為(wèi)了创建他(tā)们的材料，科(kē)學(xué)家们饲养了一个小(xiǎo)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(yǒu)白蚁的六面丸状粪便大小(xiǎo)都几乎相同，并具有(yǒu)出色的流动性，使其成為(wèi)制造均匀层的理(lǐ)想选择。
一旦获得了足够的原材料，该团队便使用(yòng)了商(shāng)用(yòng)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(yǒu)趣的是，通过更改系统的粘合剂饱和度参数，研究人员能(néng)够确定孔隙度可(kě)调节的结构的传递比率。
就层厚度而言，白蚁粪便可(kě)以实现的最佳重现性结果為(wèi)800μm，而EHB在100μm时更為(wèi)精确。同样，该小(xiǎo)组的骰子状结构的尺寸精度约為(wèi)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(kē)學(xué)家们认為(wèi)渗透可(kě)以增强其坚固性，但他(tā)们也承认其材料不适合打印“即用(yòng)型物(wù)品”。尽管如此，研究人员仍然认為(wèi)EHB frass具有(yǒu)作為(wèi)制造细丝结构原料的潜力，但需要通过后处理(lǐ)进行强化。