Аналитика
Замислете свет каде 3D испечатените објекти можат да се обновуваат повторно и повторно без загуба на квалитет. Токму тоа го постигна тим истражувачи од Универзитетот Жеџијанг во Кина, развивајќи иновативна смола за 3D печатење што може бесконечно да се рециклира, благодарение на фотохемиска реакција што го менува начинот на кој гледаме на материјалите во адитивното производство.
Овој научен пробив, предводен од докторантот Јанг Бо и професорите Сие Тао и Женг Нинг од Колеџот за хемиско и биолошко инженерство, има потенцијал да го трансформира концептот на кружна економија во индустријата на 3D печатењето. Користејќи термички реверзибилна фото-клик реакција, новата смола овозможува материјалот целосно да се обнови — без компромис во механичките перформанси.
Сè започнало како рутинско истражување. Тимот анализирал параметри како брзина на производство, цврстина и цена на смоли за фотостврдливо 3D печатење. Но, додека работел со тиолски реагенс, Јанг Бо забележал неочекувани резултати што ја побиле нивната почетна хипотеза.
„Реакцијата се однесуваше спротивно од она што го предвидовме“, објаснува Јанг. Понатамошната анализа открила дека се случила светлински активирана клик-реакција помеѓу тиоли и алдехиди — процес за кој порано се сметало дека може да се активира само со топлина. Женг Нинг нагласува: „Ова е првпат некој да покаже дека оваа реакција може да се случи толку брзо и ефикасно под влијание на светлина.“
Традиционалното 3D фотопечатење користи (мет)акрилатни мономери што формираат стабилни јаглерод-јаглерод врски, тешки за рециклирање. Но новиот систем на Сие Тао се базира на дитиоацетални врски — молекуларни „спојки“ што можат да се формираат со светлина и лесно да се разложат со умерена топлина. Тоа овозможува материјалот да се врати во основни состојки и повторно да се искористи.
„Тоа е како да раскинуваш и повторно склопуваш Лего коцки,“ вели Сие. „Објектот буквално може да се обнови на молекуларно ниво и да се препечати без ограничувања.“
Уште една клучна предност на оваа смола е нејзината модуларност. Со прецизно прилагодување на хемиската структура, научниците успеале да креираат различни видови материјали — од еластомери и кристални полимери до тврда пластика — без да се изгуби способноста за рециклирање.
Потенцијалните апликации се огромни: од кастинг на метални делови преку леење со изгубена пена до изработка на ортодонтски порамнувачи.
Откритието на Универзитетот Жеџијанг доаѓа во време кога глобалните лидери во индустријата ја прифаќаат идејата за одржливо производство. BMW Group, на пример, веќе ги преработува отпадните 3D материјали во свои фабрики, користејќи ги повторно како филаменти или гранулати за создавање нови алатки и компоненти.
Во меѓувреме, „Америка Мејкс“ и Националниот центар за одбранбено производство објавија инвестиција од 2,1 милион долари во шест нови проекти за одржливост. Меѓу нив, ASTM International ќе води проект од 600.000 долари за развој на стандарди и методологии за рециклирање на адитивни материјали, осигурувајќи дека еколошките практики нема да ги нарушат безбедносните или механичките барања.
Бесконечно рециклирачката смола од Жеџијанг не е само научен подвиг — таа е симбол на нова ера во одржливото производство. Со потенцијал да го реши деценискиот предизвик на комбинирање високи перформанси со можност за целосно рециклирање, оваа технологија го трасира патот кон поодговорна и ефикасна иднина за 3D печатењето.
