Ових дана можете 3Д штампати готово све, од делова аутомобила до колача. Већина адитивних производа користи пластику или метал (или шећер), јер је лако растопити ове материјале и истиснути их.
Међутим, дошло је до повратних информација о тренутном стању 3Д штампања, због његовог значајног утицаја на животну средину. У производњи користи значајне количине енергије - 50 процената више од ињекционог ливења - и ствара пуно не-биоразградивих материјала, што неки дизајнери и еколози сматрају непотребним.
Штампање са чисто природним материјалима могло би ублажити тај други терет околине, али то се дуго чинило немогућим. „Дрво се састоји од целулозе, хемицелулозе и лигнина. Ниједна од ових компоненти се не растопи, а сагоревају када се загревају “, каже Паул Гатенхолм, професор хемијске и биополимерне технологије на Цхалмерс Университи оф Тецхнологи у Шведској.
Гатенхолм и његов тим из Валленберговог научног центра за дрво у Цхалмерсу су, међутим, смислили начин да се 3Д дрво одштампа, омогућујући изградњу биоразградивих структура. Целулоза, структура која даје дрву снагу, је чврста, одржива и обилна, па су видели много потенцијала за штампање. Пластика и метал, који се користе у већини адитивних производа, топе се када се загреју, што ствара течан, течан материјал који погодује штампању. Истраживачи су морали да промене конзистенцију дрвних влакана да би целулозу претворили у течност која се убризгава.
Они су помешали целулозне нанофибриле - у основи исту целулозу која се користи за израду папира - у суспензију која је износила 98 одсто воде. Изазов је био бирање у том односу да би се добила смеша која је флексибилна, али која ће такође формирати чврсте структуре, а које нису осетљиве на температуру.
Гатенхолм, који има порекло у инжењерству ткива, радио је на сличној технологији у људској биологији, у нади да ће направити физичке имплантате који ће расти заједно са човеком и прилагодити се њиховој специфичној хемији тела. „Схватили смо потенцијал овог новог материјала као биоинк у 3Д био штампању“, каже он. „Једног дана смо осушили узорак и видели смо да можемо да направимо фине структуре попут тканина. Почели смо са истраживањем процеса сушења овог гела и открили смо да можемо да га контролишемо и очувамо 3Д архитектуру. “
Једном када су добили целулозну конзистенцију за штампање, истраживачи су почели да експериментишу. Штампали су велике дрвене конструкције, укључујући столице и танке флексибилне материјале, попут одеће. Гатенхолм верује да би технологија могла у потпуности променити производњу адитива, а он није сам у свом размишљању.
Остали истраживачи, попут Нери Окман из МИТ-ове Медиатед Маттер лабораторије, покушавају 3Д штампати природне материјале како би сачували отпад. "У природном свету све расте. Ако можемо да створимо технологију која узгаја материјале уместо да их одузимамо, тада можемо да контролишемо много елемената у том процесу", рекао је Окман.
Поред изградње грађевине од целулозе, Гатенхолм и његов тим пронашли су начин да угљеничне наноцјевчице убаце у гел, како би га учинили проводљивим. То им даје потенцијал да граде ствари које су и биоразградиве и имају уграђене електричне струје, попут завоја који би могли лекарима да сигнализирају здравље рана или одеће која би телесну топлоту могла претворити у електричну енергију.
"Технологија 3Д штампања, која би могла да користи само метале и пластику, постала је одједном зелена и органска", каже Гатенхолм.
