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Autodesk研究让3D打印光敏树脂材料更环保新方法

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供稿:中国工控网 2016/6/1 11:03:49

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虽然3D打印能够以更短的时间、更少材料的浪费制造出以前无法想象的几何形状,但是不可否认的缺点是,很多3D打印材料对人体和环境是有害的。SLA3D打印机所使用的光敏树脂材料就是其中之一。日前,美国Autodesk(欧特克公司)和加州大学伯克利分校的学生研究团队共同发布了一项研究报告,介绍了改进光敏树脂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,当天商业化的树脂材料中发现的有毒有害元素可以使用天然的生物材料来替代。


Autodesk 研究让3D打印光敏树脂材料更环保的新方法
   

3D打印生物材料的开发,有助于3D打印的安全性和可持续性,并将促进诞生更多新的3D打印应用,因此这一问题的解决将是解锁增材制造潜力的关键步骤。
  
  这份报告起始于对用于AtuodeskEmberSLA3D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。评估发现,在材料聚合过程之后残余的液态树脂仍然存在,这些树脂是有毒、有害的废物,甚至可能引发哮喘、皮疹等严重的过敏反应。
  
  为了找到可以替代上述材料的无毒配方,研究人员重点从自然界中寻找新的材料。具体来说,研究团队从Autodesk的标准透明原型树脂PR48开始着手,隔离该树脂材料中有害的元素,并设计一种新的材料方案进行替代。
  
  最终,研究人员发现PR48中的有害物质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,研究人员总结出了三种方法来改进PR48与类似的SLA3D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
  
  研发一种全新的树脂
  
  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,用作PR48中有毒的光引发剂。约占PR48树脂材料重量99%丙烯酸酯,则可以通过增加分子质量来进行修改,从而降低被皮肤吸收的能力。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,壳聚糖元素可以从虾壳中提取。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。

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