光照就能自我修復的3D打印塑料，“塑料危機”或許有新解決之道
來自新南威爾士大學的工程師們發(fā)現(xiàn)，當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、輕易地幫助材料進行自我修復，而且修復后比損壞前更堅固了。
論文原文：
新南威爾士大學團隊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)絡元素，并允許破碎的碎片被融合。
包括在3D打印小提琴上進行的實驗表明，自修復塑料的強度與原始狀態(tài)相比已完全恢復。該團隊表示，與現(xiàn)有的修復破損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，速度也更快。”
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。與現(xiàn)有的3D打印材料修復破損方法相比，這種方法簡單、速度快，商業(yè)化是可行的，未來隨著進一步的發(fā)展和商業(yè)化，還將有助于減少化學廢物。
在碳達峰、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)，預計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)展中國家進口的，而3D打印可以讓他們實現(xiàn)本土化生產(chǎn)和分散式的生產(chǎn)。基于3D打印技術(shù)，可以直接在工廠部署3D打印機，或者在當?shù)亟ㄔO3D打印服務中心，輻射一定范圍內(nèi)的工廠，這樣能源可以節(jié)約41%到64%。