光照就能自我修復(fù)的3D打印塑料，“塑料危機(jī)”或許有新解決之道
來自新南威爾士大學(xué)的工程師們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)3D打印材料破裂，只需在打印過程中，向液體樹脂中添加“特殊粉末” ，再使用UV LED燈直接照射，便能快速、輕易地幫助材料進(jìn)行自我修復(fù)，而且修復(fù)后比損壞前更堅(jiān)固了。
論文原文：
新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用的粉末狀添加劑是一種三硫代碳酸鹽，被稱為可逆加成破碎鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)劑，最初由CSIRO開發(fā)。RAFT制劑能夠重新排列組成材料的納米網(wǎng)絡(luò)元素，并允許破碎的碎片被融合。
包括在3D打印小提琴上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，自修復(fù)塑料的強(qiáng)度與原始狀態(tài)相比已完全恢復(fù)。該團(tuán)隊(duì)表示，與現(xiàn)有的修復(fù)破損3D打印材料的方法相比，他們的系統(tǒng)簡單、速度快，商業(yè)化是可行的。
“有了我們的系統(tǒng)，你可以把破碎的塑料留在原地，然后把光照射到整個(gè)部件上。只有材料表面的添加劑受到影響，所以它更容易修復(fù)，速度也更快?！?/span>
這意味著破碎的塑料部件不需要丟棄，甚至不需要回收，即使嵌入包含許多其他材料的部件，也可以簡單地修復(fù)。與現(xiàn)有的3D打印材料修復(fù)破損方法相比，這種方法簡單、速度快，商業(yè)化是可行的，未來隨著進(jìn)一步的發(fā)展和商業(yè)化，還將有助于減少化學(xué)廢物。
在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)變革為3D打印塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了新發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)AMPOWER 的市場研究，2020年全球聚合物(塑料)3D打印的整體市場規(guī)模為51.4億歐元(約402億人民幣)，預(yù)計(jì)2025年包括聚合物3D打印系統(tǒng)、材料及零件生產(chǎn)在內(nèi)的整體塑料3D打印市場規(guī)模將達(dá)105億歐元(約822億人民幣)。
另外，由于人工成本比較高昂，歐美國家的塑料包裝品大量都是從發(fā)展中國家進(jìn)口的，而3D打印可以讓他們實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)和分散式的生產(chǎn)?；?D打印技術(shù)，可以直接在工廠部署3D打印機(jī)，或者在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)3D打印服務(wù)中心，輻射一定范圍內(nèi)的工廠，這樣能源可以節(jié)約41%到64%。