Ученые разработали новый «чернильный состав» для 3D-печати из древесины

Ученые создали новый материал, который позволяет изготавливать объекты методом 3D-печати из древесины. Этот материал может сократить количество древесины, которая теряется при производстве различных изделий, и использовать уже имеющиеся древесные отходы, которые иначе были бы сожжены или выброшены.

Несмотря на то что использование древесины в 3D-печати не новая идея, ученые из Университета Райса в Хьюстоне утверждают, что они первые, кто создал 3D-печать настоящих деревянных объектов, используя материал, состоящий исключительно из натуральных компонентов древесины.

Чернила для печати состоят из целлюлозных нановолокон, целлюлозных нанокристаллов и лигнина — органического полимера, составляющего основную часть опорной ткани у растений, включая деревья.

Эти чернила используются для построения объектов по слоям с помощью процесса 3D-печати, известного как прямая печать чернил (DIW). В этом процессе, вместо охлаждения, материал превращается в твердую форму путем синтеризации.

Для обработки древесных чернил процесс синтеризации включает замораживание напечатанных объектов при -85 ºC в течение 48 часов, а затем нагрев при 180 ºC в течение 20−30 минут. Этот нагрев превращает лигнин в «молекулярный клей», который связывает целлюлозные волокна и кристаллы.

Маленькие объекты, напечатанные из этого материала, схожи с натуральной древесиной по внешнему виду, структуре, текстуре, термостабильности и даже запаху. Они также механически прочнее, чем натуральная бальзовая древесина. И как дополнительный бонус, они биоразлагаемы.

Важно отметить, что при печати объекта используется только точное количество чернил, необходимое для его создания. По сравнению с вырезанием из блока натуральной древесины, где весь удаленный материал идет на отходы, это значительная экономия ресурсов.