3D-печать без отходов: смола из Японии выдерживает 10 циклов переработки

Йокогамский национальный университет представил смолу для 3D-печати с возможностью многократной переработки. Технология позволяет переплавлять неудачные модели и печатать новые без потери качества материала.

При стереолитографии (SLA) жидкая смола застывает под воздействием ультрафиолета слой за слоем. Этот метод обеспечивает высокую детализацию — вплоть до атомного уровня. Но после отверждения материал нельзя вернуть в жидкое состояние. Испорченная деталь отправляется в утиль.

Решение было найдено с помощью антрацена — компонента каменноугольной смолы с формулой C14H10. Его молекулы при облучении светом соединяются в трехмерные сетки посредством фотодимеризации (образования парных химических связей). Но в отличие от обычных смол, при нагревании эти связи разрушаются. Материал снова становится жидким и готов к повторной печати.

Японские ученые синтезировали смолу без фотоинициаторов — обычно эти добавки нужны для запуска реакции отверждения. Их отсутствие упрощает состав и делает переработку полноценной без остаточного загрязнения. Смола работает с двумя типами литографии: однофотонной послойной и двухфотонной, при которой полимер поглощает два световых кванта одновременно. Скорость и точность печати остались на уровне стандартных материалов.

Практические тесты показали устойчивость к разрушению. Исследователи 10 раз печатали объект, нагревали его до расплавления и печатали заново. Свойства материала почти не изменились. Это превосходит все ранее представленные перерабатываемые смолы для стереолитографии.

Предыдущие попытки создать многоразовую смолу приводили к использованию химических добавок или быстрой деградации после 2-3 циклов. Новый состав лишен этих недостатков и обеспечивает практически полную возможность вторичной переработки. Дальнейшая работа команды профессора Сёдзи Маруо направлена на масштабирование технологии для промышленной печати и повышение температурной стабильности готовых изделий.

Источник: New Atlas