最神奇的3D打印材料

魔猴君  3D潮流   88天前

近年來，3D打印的材料范圍不斷擴(kuò)大。現(xiàn)在不僅可以使用塑料和金屬，還可以使用玻璃、混凝土和陶瓷。作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分，越來越多的材料制造商也關(guān)注回收廢物并將其轉(zhuǎn)化為3D打印材料。因此，我們發(fā)現(xiàn)可回收的海洋廢物、工業(yè)廢物和木材作為長絲。此外，在3D打印背景下看起來相當(dāng)令人驚訝的非常規(guī)材料的數(shù)量正在增加，包括巧克力、食物垃圾、煙頭甚至風(fēng)化層！我們在文章中匯總了一些不尋常的材料和應(yīng)用：準(zhǔn)備好用咖啡3D打印您的零件了嗎？

巧克力和3D打印

這種3D打印材料可能不像列表中的其他材料那么特殊，但它肯定是最常用的材料之一。巧克力3D打印工藝與FDM技術(shù)類似，但其冷卻性能與塑料不同，因此過程需要更長的時(shí)間。多年來，這項(xiàng)技術(shù)越來越受歡迎，促使許多公司開發(fā)各種項(xiàng)目，甚至開發(fā)出3D巧克力打印機(jī)，尤其是新型Cocoa Press在3D打印愛好者中贏得了大量追隨者。有許多不同的項(xiàng)目專注于3D打印巧克力，包括像More Than Shape這樣的公司，該公司致力于通過這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造新的口味體驗(yàn)，以及研究人員使用3D打印來生產(chǎn)更健康的巧克力。這種美味的3D打印材料你愿意吃嗎？

骨灰3D打印

西班牙公司Narbon致力于在殯葬行業(yè)實(shí)施新技術(shù)和創(chuàng)新。其3DMemories服務(wù)利用3D打印技術(shù)，利用親人的骨灰、頭發(fā)、DNA或骨骼遺骸創(chuàng)造出原創(chuàng)且獨(dú)特的陶瓷珠寶。為此，必須對樣品進(jìn)行處理，然后進(jìn)行陶瓷組裝階段，然后再進(jìn)行珠寶的3D打印過程。然后涂上琺瑯并固定零件。正如您所期望的，該服務(wù)為男性和女性提供一系列產(chǎn)品。

照片來源：Narbon

當(dāng)糖遇上3D打印

Sugar Lab大約十年前被3D Systems收購，但于2020年從該公司分拆出來，并重新創(chuàng)建為一家糖果3D打印公司。該公司使用最初由3D Systems開發(fā)的名為ChefJet Pro的Brill 3D Culinary Studio打印機(jī)，提供形狀復(fù)雜的糖果和裝飾品。該公司位于洛杉磯，據(jù)說能夠提供任何口味和顏色的糖果。無論是生日、婚禮還是年終慶祝活動(dòng)，The Sugar Lab都提供各種3D打印美食。就數(shù)量而言，3D打印機(jī)每天可以生產(chǎn)數(shù)百顆糖果。雖然The Sugar Lab是使用糖作為打印材料的最著名公司之一，但The Modernist Cuisine等其他公司也嘗試過用糖進(jìn)行3D打印。

鉆石3D打印

盡管鉆石是地球上最堅(jiān)硬的材料之一，但也可以對其進(jìn)行3D打印。2019年，山特維克增材制造宣布制造出首款3D打印金剛石復(fù)合材料。盡管用這種珍貴材料打印的部件并不發(fā)光，但山特維克表示，現(xiàn)在可以將鉆石打印成非常復(fù)雜的形狀，并且該公司對其未來的應(yīng)用抱有很高的期望。

Digory，受象牙啟發(fā)的3D打印材料

為了對抗象牙的過度開采，從而消除對多種動(dòng)物的威脅，維也納大學(xué)和Cubicure GmbH開發(fā)了Digory，一種類似于象牙的材料。它是一種由磷酸鈣顆粒和氧化硅粉末制成的合成樹脂，用于修復(fù)古代紀(jì)念碑和象牙制品。使用立體光刻工藝，材料在所需區(qū)域凝固，并允許用戶再現(xiàn)最精細(xì)的細(xì)節(jié)。特別是迪戈里具有與象牙相同的特性和特性。

迪戈里材料（右圖）與象牙相似。（照片來源：維也納技術(shù)大學(xué)）

亞麻布的不同用途

在傳統(tǒng)長絲的替代品中，我們還發(fā)現(xiàn)了法國制造商Nanovia提供的由PLA和亞麻制成的復(fù)合材料。該公司表示，這種復(fù)合材料不僅是傳統(tǒng)長絲的可持續(xù)替代品，而且還提供了通過應(yīng)用不同打印參數(shù)獲得不同深淺棕色的可能性。為此，只需在制造過程中改變打印溫度即可。至于表面處理，制造商建議對打印部件進(jìn)行紫外線防護(hù)處理，以便打印部件盡可能長時(shí)間保持完好無損。

照片來源：Nanovia

由食物垃圾制成的材料

如今，有許多材料是由食品生產(chǎn)廢物制成的。橘子皮就是一個(gè)例子。例如，意大利設(shè)計(jì)工作室Krill Design利用干橙皮制作3D打印燈，將其磨成粉末，然后通過3D打印轉(zhuǎn)化為生物材料。一個(gè)類似的項(xiàng)目是由WASP和建筑師Carlo Ratti開發(fā)的“Feel the Peel”機(jī)器。它一方面是果汁吧，但同時(shí)也是一臺(tái)3D打印機(jī)，因?yàn)槌绕け皇占⒏稍铩⑴cPLA混合，構(gòu)成3D打印杯子的基材。柑橘廢料并不是唯一可以轉(zhuǎn)化為3D打印材料的原材料。例如，在可可生態(tài)村，可可豆和廢物被用來通過將可可果殼轉(zhuǎn)化為生物塑料來創(chuàng)建3D打印建筑物。我們還發(fā)現(xiàn)某些制造商用牡蠣廢料或貽貝制成的細(xì)絲。Smartmaterials提供此類生物打印材料，法國長絲制造商Francofil也銷售含有貽貝、扇貝或牡蠣殘骸的PLA。我們還可以在其報(bào)價(jià)中找到由啤酒谷物制成的長絲。這些例子讓我們深入了解食品生產(chǎn)中的廢物如何轉(zhuǎn)化為3D打印材料。

用于增材制造的太空材料

風(fēng)化層是月球上大量存在的灰色塵埃，是3D打印研究的主題。中佛羅里達(dá)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究利用月球風(fēng)化層和鹽水開發(fā)了3D打印磚塊，可用于在阿耳忒彌斯大本營建造基地。因此，研究人員進(jìn)行了各種測試，以檢查這些磚塊是否可以用于在太空建造房屋。他們使用粉末粘合工藝，這對于陶瓷類材料特別有利。這些磚塊是用UVF的Exolith實(shí)驗(yàn)室的鹽水基粘合劑和風(fēng)化層打印的。盡管該項(xiàng)目具有理論性質(zhì)，但結(jié)果表明3D打印磚可以承受極端條件。

另一個(gè)例子是歐空局和美國宇航局的阿耳忒彌斯項(xiàng)目，該項(xiàng)目研究了風(fēng)化層等太空材料是否可以用來制造磚塊，然后開發(fā)棲息地、發(fā)射臺(tái)或支撐結(jié)構(gòu)。我們還可以談?wù)摌犯唢L(fēng)化層積木的教育目標(biāo)：它們旨在激發(fā)孩子們對空間和建筑的興趣。因此，其中15塊積木在世界各地的樂高商店中出售。盡管利用月球塵埃進(jìn)行3D打印通常仍然是相當(dāng)假設(shè)的，并且仍然很少應(yīng)用，但這種情況可能在不久的將來發(fā)生變化。

圖片來源：樂高集團(tuán)

羊毛3D打印

由于其細(xì)度而無法用于紡織工業(yè)的羊毛通常最終會(huì)被扔進(jìn)垃圾箱。然而，荷蘭設(shè)計(jì)師Christien Meindertsma與TFT公司合作的項(xiàng)目結(jié)束了這種情況。名為FLOCKS Wobot的定制機(jī)械臂將這種羊毛逐層應(yīng)用，并在不使用額外材料或水的情況下塑造不同的物體。這一創(chuàng)新項(xiàng)目對循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出了重要貢獻(xiàn)，并提供了巨大的潛力，因?yàn)檠蛎强苫厥铡⒖缮锝到夂徒^緣的。未來的應(yīng)用可能涉及聲學(xué)、隔熱、設(shè)計(jì)和家具制造。Dylan的城市實(shí)驗(yàn)室d-house也在探索利用美利奴羊毛進(jìn)行3D打印。他與The Woolmark Company和Stratasys合作推出了“Knitting the Future”項(xiàng)目，該項(xiàng)目還邀請了倫敦皇家藝術(shù)學(xué)院的學(xué)生，他們希望利用針織羊毛開發(fā)3D打印設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師對羊毛特別熱衷，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)多種顏色變化、漸變和閃爍效果，同時(shí)產(chǎn)生更少的浪費(fèi)。

圖片來源：TFT Tools for Technology、Sara Alvarez、Bart Harteloh、Doosan Robotics、Dormac Cobots、Martin Oosthoek、De Wassum、Havivank、Gelderland、Rotterdam Circulair、Lisa Hardon、Creative Industries Fund NL和Stichting DOEN

咖啡作為3D打印材料

咖啡是世界上消費(fèi)最多的飲料之一，全球每天估計(jì)有25億杯咖啡被飲用。所以想象一下，我們可以利用這種消耗來設(shè)計(jì)3D打印材料......事實(shí)上，最近已經(jīng)開發(fā)了幾項(xiàng)舉措，包括回收咖啡渣，即滲透的殘留物，并添加聚合物基料：然后我們就獲得了準(zhǔn)備好的材料以3D方式打印，通常是長絲。在這些舉措中，我們可以引用Lowpoly的例子，它使用這些咖啡渣為一家咖啡館設(shè)計(jì)了3D打印家具。我們還可以談?wù)摽屏_拉多大學(xué)甚至Krill Design，該列表并不詳盡。

有機(jī)3D打印材料

當(dāng)您想到藻類或真菌時(shí)，增材制造可能不是您首先想到的。然而，近年來，這些有機(jī)材料已被用于不同項(xiàng)目的3D打印。蘑菇，或更具體地說是菌絲體，由于其環(huán)保特性，正在研究其作為打印材料的用途，以及室內(nèi)設(shè)計(jì)、消費(fèi)品甚至醫(yī)療保健等應(yīng)用。與此同時(shí)，藻類已被用于從3D打印有機(jī)瓷磚到更可持續(xù)的藥物等各種領(lǐng)域。此外，正在開發(fā)藻類墨水來幫助生產(chǎn)營養(yǎng)食品，包括培養(yǎng)肉。這兩個(gè)例子完美地說明了增材制造如何成為一種更加綠色的工藝。

左邊是3D打印的菌絲體（照片來源：WASP）；右側(cè)是由3D打印藻類制成的手工瓷磚（照片來源：bioMATTERS）。

煙頭

是的，你沒看錯(cuò)：煙頭可能成為未來的3D打印材料。這項(xiàng)舉措將為我們的星球帶來好處。事實(shí)上，我們的目標(biāo)是重復(fù)利用每天扔進(jìn)大自然的所有煙頭。然而，您知道它們對我們的環(huán)境有多大危害。僅僅一個(gè)煙頭就可以污染多達(dá)500升水或一立方米雪！所以在全球范圍內(nèi)想象一下這一點(diǎn)。為了解決這個(gè)問題，F(xiàn)ilaret3D誕生了：這是一家收集煙頭并將其轉(zhuǎn)化為新材料（無論是紙張還是3D打印長絲）的公司。她收集煙頭過濾嘴，對其進(jìn)行解毒和清洗，然后添加聚合物和其他添加劑。所有這些都轉(zhuǎn)化為顆粒，然后轉(zhuǎn)化為細(xì)絲。

來源：3dnatives