ORNL的科学家研究将竹纤维用于3D打印材料

日前，美国橡树岭国家实验室ORNL）的研究人员正在对掺入了竹纤维的PLA材料进行测试，以确定这种生物基原料是否可以用于增材制造。为此，研究人员们开发出了分别含有10%和20%竹纤维的PLA 3D打印材料，并以颗粒的形式将其用于Cincinnati公司的大尺寸BAAM 3D打印机，成功打印出了像桌子这样的大型对象。据悉这两种材料都是100%基于生物的，而且完全可持续。

据天工社了解，一直以来，ORNL下属能源部制造设施MDF）的研究人员都在探索将竹子和其它生物基材料用于3D打印的可能性，并将这些天然材料与PLA以不同比例混合，然后测试其性能。在最近的试验中，该项目的科学家们发现，与纯PLA相比，含有10%竹子的PLA材料显示出更高的弹性模量，而含有20%竹子的弹性模量又比10%的更高。

研究人员们称，这种竹-PLA 3D打印材料的优势不仅在于其结构特性，而且这种材料还非常绿色环保：竹子生长非常迅速，能吸收CO2，甚至可以抗腐蚀。这些因素加上竹子材料的广泛适用性，使其成为对于有环保意识的增材制造厂商有吸引力的选择。这些厂商可以用新开发的基于竹材料的颗粒来替代其它更为传统的3D打印材料。

在ORNL的实验中，这些3D打印颗粒材料是用从一家肯塔基州公司购买到的竹子纤维加入PLA树脂制成的。研究人员称这种颗粒材料可以用于3D打印制造模具、原型、家具等。为了证明这一点，研究团队使用Cincinnati公司的巨型BAAM 3D打印机最大打印尺寸可达6×2.3×1.9米）打印出了一张竹-PLA桌子和一个六边形，这个桌子没有设计桌腿，而代之以桌布状的曲面，从打印效果来看没有表现出明显的翘曲。

“我们正在研究使用不同类型的纤维素纤维来开发具有更好机械性能的原材料，以增加可用复合材料的种类。”ORNL的Soydan Ozcan称，他与Vlastimil Kunc、William Peter、Halil Tekinalp、John Lindahl和Lonnie Love一起参与了这个项目。