研究揭示讓3D打印光敏樹脂材料更環(huán)保的新方法

雖然3D打印能夠以更短的時間、更少材料的浪費制造出以前無法想象的幾何形狀， 但是不可否認的缺點是，很多3D打印材料對人體和環(huán)境是有害的。SLA 3D打印機所使用的光敏樹脂材料就是其中之一。日前，美國Autodesk (歐特克公司) 和加州大學伯克利分校的學生研究團隊共同發(fā)布了一項研究報告，介紹了改進光敏樹脂3D打印材料的安全性和可持續(xù)性的三個主要途徑。

該研究結果指出，當天商業(yè)化的樹脂材料中發(fā)現(xiàn)的有毒有害元素可以使用天然的生物材料來替代。

3D打印生物材料的開發(fā)，有助于3D打印的安全性和可持續(xù)性，并將促進誕生更多新的3D打印應用，因此這一問題的解決將是解鎖增材制造潛力的關鍵步驟。

這份報告起始于對用于Atuodesk Ember SLA 3D打印機的光敏樹脂以及其它商業(yè)上可用的樹脂的健康和危險評估。評估發(fā)現(xiàn)，在材料聚合過程之后殘余的液態(tài)樹脂仍然 存在，這些樹脂是有毒、有害的廢物，甚至可能引發(fā)哮喘、皮疹等嚴重的過敏反應。

為了找到可以替代上述材料的無毒配方，研究人員重點從自然界中尋找新的材料。具體來說，研究團隊從Autodesk 的標準透明原型樹脂PR48開始著手，隔離該樹脂材料中有害的元素，并設計一種新的材料方案進行替代。

最終，研究人員發(fā)現(xiàn)PR48中的有害物質(zhì)是光引發(fā)劑和丙烯酸酯單體，這兩種成分目前對人類健康和環(huán)境都有危害。在此基礎上，研究人員總結出了三種方法來改進PR48與類似的SLA 3D打印樹脂所帶來的負面影響：

更換光引發(fā)劑
修改樹脂中的丙烯酸酯
研發(fā)一種全新的樹脂

天然的食品添加劑，如姜黃素和核黃素（維生素B2）可以結合在一起用作光引發(fā)劑，用作PR48中有毒的光引發(fā)劑。約占PR48樹脂材料重量99%丙烯酸酯，則可以通過增加分子質(zhì)量來進行修改，從而降低被皮膚吸收的能力。

為此，研究人員提出使用含有酒精的甘油三酯（脂肪）來替代，這種成分往往來自蓖麻油或殼聚糖，殼聚糖元素可以從蝦殼中提取。與目前商業(yè)上可用的石油基SLA樹脂來說，這些替代的生物基成分更具可持續(xù)性。而且在結合在一起使用的時候，這些增量改變的成分可以增加安全性、降低成本，從而可以大大降低其危害，并可用于新的應用。



轉自 3D科學谷