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2021/09/08
「竹」夠潮？環保線材拼出新強度！
數位製造最夯的3D列印業，又與植物合作了！有研究人員開發一種把竹纖維與ABS相結合的新技術，將它3D列印成具增強機械性能的零件，刷新了植物在科技應用中的強度。
科學家的3D列印竹材原型
近日，有研究團隊創造出一種全新的生物複合材料，能夠精確調整竹子的疏水性、密度和熱容量，科學家將這種材料應用在3D列印的樣品上，並發現這種含竹子成分的生物複合材料，非但沒有破壞樣品的形態，更對所有產生的零件都有強化的效果，顛覆了植物比較脆弱的一般認知。
有機填充線材
數位製造業的許多人員都正對使用天然填料來加強ABS等3D列印材料的潛在優勢(成本、機械和可持續性方面)，進行大量的研究。在過去，像大米、椰子或大麻等植物成分已被用來創造實驗性的複合材料，並在3D列印建築中獲得了不錯的技術應用，以天然植物打造的3D列印房子，一直也是數位製造很矚目的科技成果。
雖然竹纖維是親水性，而聚合物的基質具疏水性，但只要通過幾個化學步驟，就能把它整合到3D列印材料中。這種針對竹纖維進行加工的技術，可提高它的耐水性和機械性能，將竹子處理成FDM線材，正式為數位製造注入全新的材料技術。
研究團隊對竹纖維進行化學加工的過程示意圖
創造竹子生物複合材料
科學家使用二異氰酸酯來對竹子樣品進行加工，可降低竹纖維的親水性，並增強它們對聚合物的親和力，最後以5%的濃度與ABS混合，被擠壓成可列印的3D列印線材。
經處理的竹纖維樣本，顯示出它們具更高的楊氏模量和更低的斷裂伸長率，證明竹纖維的強度與性能都有所提升，也證明了化學處理的優勢。當然，這種技術發想與成果，也能應用在數位製造更多的領域上。
另一新興的木材印刷趨勢
隨著3D列印行業更廣泛地尋找新的環保型聚合物線材，早前已有研究人員開發出以木材為3D列印材料的技術，詳情可點擊︰《用3D列印也能拯救森林？你一定好奇的另類木材再生術！》
由植物為技術基礎的發想，另有德國科學家將白蟻和昆蟲變成材料，通過將木質素(木粉)與小動物的糞便相結合，成功生產出一種可循環的經濟原料。
在更多的商業層面上，Desktop Metal還在今年5月推出了一個致力於黏合劑噴射木質零件的品牌——Forust，該子公司的生產工藝，來自木材製造業和造紙業的高級廢物副產品，一旦它們與環氧樹脂混合，就能創造出3D列印材料。
科技有時被認為是違背大自然的產物，雖然也真的對環保製造了不少污染問題，但也有善用大自然恩賜的時候。環保議題無所不在，縱然在數位製造業中也不乏環保科技與技術的誕生，而把環保放在技術的優先考量上——這種思維模式，已逐漸在數位製造業中成為主流。
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