3D打印领域:纳米纤维素将是碳纤维的有力竞争对手
来自可再生生物材料产业及政府的研究人员正努力推进3D打印向产业化发展。他们希望通过改善3D打印树脂的机械强度来实现这一点,而来自于树木的超强纳米粒子则是不错的选择。
纳米纤维素材料可用于替代昂贵的碳纤维,作为3D打印负荷轴承零件的材料。佐治亚州亚特兰大已经与橡树岭国家实验室展开合作,致力于进一步提高这种塑料树脂的强度。
纳米纤维素—一种生物衍生纳米材料—预计将使汽车和模具制造行业受益。研究人员说,他们已经可以将成本控制在与铝材料相当,非常具有竞争优势。虽然碳纤维已经作为强化材料用于3D打印领域,但是其成本高昂,且对石油依赖性很强,因此ORNL的研究人员更希望有更加经济的选择。
Theodora Retsina认为纳米纤维素能够有效提高塑料的强度,且方式经济环保,非常具有市场竞争力。“碳纤维强度很高,重量也非常轻,但是生产成本太高,其应用领域因此比较窄,如航空航天和豪华轿车等。相比之下纳米纤维素则不仅具有同等的强度,且质量更轻。” Retsina说。该种纳米纤维素已经开始进入生产,被称之为BioPlus。该产品是在佐治亚州的Thomaston制造的一系列的纳米纤维素材料。
“结合我们在制造业方面的进步,纳米纤维素比碳纤维成本更加经济。我们并没有发明纳米纤维,但是我们使得其成本更低廉,高温下热力学稳定性更好,且可以将其与疏水性聚合物相结合,因此为其商业化铺平了道路。”Retsina说,在佐治亚州生产的这种材料将会被ORNL用于3D打印领域。
BAAM原型机是由ORNL与合作伙伴辛辛那提股份有限公司共同开发的3D打印设备,其速度比普通的设备快500到1000倍。大量的打印机是基于辛辛那提股份有限公司开发的激光切割技术开发的。BAAM最近用于打印全尺寸的Strati电动车。ORNL如今拥有全世界最大的BAAM 3D打印设备,其打印的物体尺寸可达20英尺长,8英尺宽,6英尺高。
“对于与美国过程有限责任公司的合作我们非常兴奋,我们可以一起开发纳米纤维素材料,用于强化聚合物材料,同时这种材料来自于生物衍生物,其具有新颖的结构。” Craig Blue说。该研究是由能源部先进制造业办公室资助完成的。
新材料在线编译整理——翻译:杨超 校正:摩天轮
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