Необычные материалы для 3D печати

В последние годы ассортимент материалов для 3D печати продолжает расширяться. Теперь можно использовать не только пластик и металлы, но также стекло, бетон и керамику. В рамках экономики замкнутого цикла все больше и больше производителей материалов сосредотачивают внимание на переработке отходов и преобразовании их в материалы для 3D печати.

Новые материалы состоят из переработанных океанских отходов, промышленных отходов и древесины и других материалов. Кроме того, увеличивается количество нетрадиционных материалов, которые кажутся довольно удивительными в контексте 3D печати, включая шоколад, пищевые отходы, окурки и даже космический материал реголит!

Предлагаем вам познакомиться с некоторыми из необычных материалов и узнать об их применении их применений в нашей статье.

Шоколад и 3D печать

Этот материал для 3D печати, возможно, не такой необычный, как некоторые другие в нашей подборке, но он, безусловно, один из наиболее часто используемых. Процесс 3D печати шоколадом аналогичен технологии FDM, но его застывание отличается от пластика, поэтому процесс занимает больше времени. Популярность этой технологии с годами выросла, что побудило многие компании разработать различные проекты и даже 3D принтеры для шоколада. В частности, новый Cocoa Press собрал большое количество последователей среди энтузиастов 3D печати.

Существует ряд проектов, посвященных 3D печати шоколадом, в том числе такие компании, как More Than Shape, которая стремится создать новые вкусовые ощущения с помощью этой технологии, а также исследователи, которые используют 3D печать для производства еще более полезного шоколада.

3D печать из пепла

Испанская компания Narbon занимается внедрением новых технологий и инноваций в похоронном секторе. Сервис 3DMemories использует 3D печать для создания оригинальных и уникальных керамических украшений из пепла, волос, ДНК или останков любимого человека. Для этого образец необходимо обработать, после чего можно переходить к процессу 3D печати украшения. Готовое изделие покрывается эмалью, а в ассортименте компании можно выбрать украшения как для мужчин, так и для женщин.

Когда сахар встречается с 3D печатью

Sugar Lab была приобретена 3D Systems почти десять лет назад, но отделилась от компании в 2020 году и была воссоздана как компания, занимающаяся 3D печатью конфет. Используя принтер Brill 3D Culinary Studio, первоначально разработанный 3D Systems и называвшийся ChefJet Pro, компания предлагает конфеты и украшения сложной формы.

Говорят, что компания, расположенная в Лос-Анджелесе, способна предложить сладости любого вкуса и цвета. Будь то дни рождения, свадьбы или празднования конца года, The Sugar Lab предлагает все виды угощений, напечатанных на 3D принтере. А что касается количества, 3D принтер сможет производить сотни конфет в день. Хотя The Sugar Lab — одна из самых известных компаний, использующих сахар в качестве материала для печати, другие компании, такие как The Modernist Cuisine, также попробовали свои силы в 3D печати из сахара.

3D печать из алмаза

Несмотря на то, что алмаз — один из самых твердых материалов на Земле, им также можно печатать на 3D принтере. В 2019 году Sandvik Additive Manufacturing объявила, что изготовила первый в мире алмазный композит, напечатанный на 3D принтере. Хотя детали, созданные из драгоценного материала, не блестят, Sandvik утверждает, что теперь можно печатать алмазы очень сложных форм с помощью 3D принтера, и компания возлагает большие надежды на его будущее применение.

Digory - материал, вдохновленный слоновой костью

Чтобы бороться с чрезмерной эксплуатацией слоновой кости и, следовательно, с угрозой для нескольких видов животных, Венский университет и компания Cubicure GmbH разработали Digory, материал, похожий на слоновую кость. Это синтетическая смола, состоящая из частиц фосфата кальция и порошка оксида кремния, предназначенная для реставрации древних памятников и предметов из слоновой кости. С помощью процесса стереолитографии материал затвердевает и позволяет воссоздавать детализированные изделия. Помимо эстетики Digory имеет те же характеристики и свойства, что и слоновая кость.

Другое использование льна

Среди альтернатив традиционным нитям можно найти композитный материал, состоящий из PLA и льна от французского производителя Nanovia. Компания заявляет, что этот композитный материал является не только экологически безопасной альтернативой традиционным нитям, но также предлагает возможность получения различных оттенков коричневого цвета путем применения различных параметров печати. Для этого просто измените температуру печати в процессе изготовления. Что касается отделки, производитель рекомендует герметизировать напечатанные детали обработкой для защиты от ультрафиолета, чтобы напечатанные детали не повреждались как можно дольше. 

Материалы из пищевых отходов

Сегодня существует множество материалов, изготовленных из отходов пищевого производства. Примером могут служить апельсиновые корки. Итальянская дизайн-студия Krill Design, например, производит 3D печатные лампы из сушеных апельсиновых корок, измельченных в порошок и преобразованных в биоматериал для 3D печати.

Похожий проект — машина Feel the Peel, разработанная WASP и архитектором Карло Ратти. Это, с одной стороны, соковыжималка, но в то же время еще и 3D принтер, потому что апельсиновые корки собираются, сушатся, смешиваются с PLA и представляют собой базовый материал для 3D печатных стаканчиков.

Отходы цитрусовых — не единственное сырье, которое можно перерабатывать в материалы для 3D печати. Например, в Cacao Eco Village какао-бобы и отходы использовались для создания 3D печатных зданий путем преобразования скорлупы плодов какао в биопластик. Можно также найти материалы некоторых производителей, изготовленные из раковин устриц или мидий. Компания Smartmaterials предлагает такой материал для биологической печати, а французский производитель нитей Francofil также продает PLA с наполнением из мидий, морских гребешков или устриц.

Космические материалы для аддитивного производства

Реголит, серая лунная пыль, является предметом растущих исследований в области 3D печати. В ходе исследования, проведенного Университетом Центральной Флориды, были разработаны 3D печатные кирпичи из лунного реголита и соленой воды, которые можно использовать для строительства баз в лагере Артемиды.

Исследователи провели различные тесты, чтобы проверить, можно ли использовать эти кирпичи для строительства домов в космосе. Они использовали процесс порошкового склеивания, который обычно используется для керамических материалов. Кирпичи были напечатаны с использованием связующего на основе морской воды и реголита из лаборатории Exolith UVF. Несмотря на теоретический характер проекта, результаты показывают, что кирпичи, напечатанные на 3D принтере, могут выдерживать экстремальные условия.

Другим примером является проект ЕКА и НАСА «Артемида», в ходе которого выяснилось, что можно использовать космические материалы, такие как реголит, для изготовления кирпичей, а затем для создания среды обитания, стартовых площадок или опорных конструкций. Хотя 3D печать лунной пылью остается довольно гипотетической и до сих пор редко применяется, в ближайшем будущем ситуация может измениться.

3D печать из шерсти

Шерсть, которую нельзя использовать в текстильной промышленности из-за ее тонкости, обычно выбрасывается в мусор. Однако проект голландского дизайнера Кристиана Мейндертсма в сотрудничестве с компанией TFT ставит точку в этой ситуации. Изготовленная по индивидуальному заказу роботизированная рука под названием FLOCKS Wobot накладывает эту шерсть слой за слоем и формирует различные объекты без использования дополнительных материалов или воды.

Этот инновационный проект является важным вкладом в экономику замкнутого цикла и предлагает огромный потенциал, поскольку шерсть пригодна для вторичной переработки, биоразлагаема и обладает изоляционными свойствами. Будущие применения могут касаться акустики, изоляции, дизайна и производства мебели.

Городская лаборатория Дилана, d-house, также изучает возможность 3D печати из мериносовой шерсти. В сотрудничестве с The Woolmark Company и Stratasys он запустил проект «Knitting the Future», в котором участвуют студенты Королевского колледжа искусств в Лондоне. Дизайнеры с особым энтузиазмом относятся к шерсти, поскольку она позволяет использовать множество цветовых вариаций, градиентов и эффектов мерцания, производя при этом меньше отходов.

Кофе как материал для 3D печати

Кофе является одним из наиболее потребляемых напитков в мире: по оценкам, каждый день во всем мире выпивается около 2,5 миллиардов чашек. Только представьте, что мы могли бы использовать это потребление для разработки материалов для 3D печати.

Действительно, в последнее время было создано несколько инициатив, состоящих из переработки кофейной гущи и добавления полимерной основы, в результате которых  мы получаем готовый материал для 3D печати. Среди этих инициатив можно упомянуть компанию Lowpoly, которая разработала 3D печатную мебель для кафе, используя эту кофейную гущу.

Органические материалы для 3D печати

Когда вы думаете о водорослях или грибах, аддитивное производство, вероятно, не первое, что приходит на ум. Однако в последние годы эти органические материалы стали использовать для 3D печати в различных проектах. Грибы, или, точнее, мицелий, исследуются на предмет их использования в качестве материала для печати благодаря их экологически чистому происхождению. Исследования касаются использования органических материалов в дизайне интерьера, производстве потребительских товаров и даже здравоохранении.

Между тем, водоросли используются для всего: от 3D печатной органической плитки до более традиционной медицины. Кроме того, разрабатываются чернила из водорослей, которые помогут создавать питательные продукты, в том числе культивированное мясо. Эти два примера прекрасно иллюстрируют, как аддитивное производство может стать еще более экологичным процессом.

Остатки сигарет

Окурки могут стать материалом для 3D печати будущего - инициатива, которая принесет пользу нашей планете. Цель состоит в том, чтобы повторно использовать все окурки, которые ежедневно выбрасываются в природу.

Всего один окурок загрязняет до 500 литров воды или один кубометр снега! Представьте себе это в глобальном масштабе. Именно для борьбы с этим и родился Filaret3D: это компания, которая собирает окурки и перерабатывает их в новые материалы, будь то бумага или нить для 3D печати. Она собирает фильтр окурка, очищает его и промывает перед добавлением полимеров и других добавок. Все это трансформируется в гранулы, а затем в нити.

Итог

Развитие материалов для 3D печати - это не только поиск более прочных и долговечных инженерных решений, но и серьезная работа по изучению ресурсов, которые являются побочным продуктом производства и жизнедеятельности человека. Одной из тенденций создания необычных материалов является вторичное использование использование и переработка, которые сделают 3D печать более экологичной.

Наши предыдущие статьи: