研究人員揭示讓SLA 3D打印樹脂更環保安全的方法
日前，由歐特克公司的研究人員和加州大學伯克利分校學生組成的一個團隊發布了一個報告，介紹了改進SLA 3D打印材料的安全性和可持續性的三個主要途徑。該研究結果指出，可以用集中天然材料來代替當下的商業樹脂中發現的有毒元素。
雖然3D打印被認為是未來的制造技術——能夠以更短的時間、更少的浪費制造出以前無法想象的幾何形狀——但是其不可否認的缺點是，很多3D打印材料，尤其是SLA樹脂，對人體和環境是有毒性的。
“對可用于3D打印的生物友好材料的開發，這種材料往往是安全和可持續的，將導致很多新的應用的涌現，并拓展新的市場，因此這一問題的解決將是解鎖增材制造潛力的一大關鍵。 據中國3D打印網了解，這份報告起始于對用于歐特克Ember SLA 3D打印機的光敏樹脂以及其它商業上可用的樹脂的健康和危險評估。這項評估發現，甚至在聚合過程（即通過UV光源硬化樹脂）之后，殘余的液態樹脂仍然 存在。這種樹脂被認為是有毒、有害的廢物，而且推著時間的推移可能導致過敏，甚至進一步引發更加有害的反應，包括哮喘和皮疹等。
為了找到可以替代上述材料的無毒配方，研究人員著重于從仿生學的概念出發，也就是從自然界中尋找靈感，并將其用于科技發展。其邏輯是，既然自然本身已經提供了最有效、可持續的和有益的材料和工藝，那么為什么要用那些有毒、有限的人造“解決方案”來替代它呢？
具體來說，研究團隊從PR48開始著手，PR48也被稱為歐特克標準透明原型樹脂。從PR48這種材料開始使得研究人員能夠隔離樹脂中那些有害的元素，并設計一種方法來替代或者消除它們。
最終，PR48中的有害物質被認為是光引發劑和丙烯酸酯單體，這兩種成分目前對人類健康和環境都有危害。在此基礎上，研究人員們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：
- 更換光引發劑
- 修改樹脂中的丙烯酸酯
- 創建一種全新的樹脂
例如，那些天然的食品添加劑，如姜黃素和核黃素（維生素B2）可以結合在一起用作光引發劑，以取代PR48中有毒的TPO。
至于丙烯酸酯，按重量計算約占PR48中的99%，可以通過增加其分子質量來進行修改，從而降低其被皮膚吸收的能力。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，而后者可以從蝦殼中提取。
據研究人員們稱，上述兩種方法均被視為是對PR48配方的增量改變：“與目前商業上可用的石油基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。
其第三種選擇，則要求徹底改革：即超越丙烯酸酯，基于生物系統開發的全新SLA樹脂配方。
例如，有兩種可以替代的配方靈感就來自牡蠣和貽貝。“這些物種能夠承受海水移動時的巨大作用力并牢牢地粘在巖石上。其秘密在于它們能夠利用海水中PH值的變化形成膠水，這種膠水會形成被稱為“足絲”的絲線，這些軟體動物就用它們將自己牢固地固定在巖石表面。”他們解釋說。
通過開發出一種可以模擬貽貝分泌的蛋白質的光敏樹脂，研究人員們認為他們可以創造出一種樹脂，這種樹脂可以將不同材料的屬性集中在一個3D打印件里。
顯然，在自然界供有很多有趣的材料和工藝，不僅能夠改進3D打印的毒性，甚至有可能推動其技術的發展。點擊此處瀏覽該報告的詳細內容。
（編譯自3Ders.org）
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