作为一种新型的制造方式,3D打印技术的确能够显著降低产品的制造时间和成本并减少材料浪费,但同时,它也会对环境造成一定的影响。所以,3D打印界的各个厂商也正在积极地研究,希望能开发出更为健康安全的新技术。
目前,环保型3D打印线材和修补的算法已经能够产生一定规模的绿色经济了,不过,加州大学伯克利分校(UCB)的研究者和仿生学研究所却希望做的更多。他们正在联手开发一项长期可持续的3D打印解决方案,特别是针对SLA技术需要的光敏树脂,因为这种材料具有一定的毒性,已经被证实会对某些水生动物造成致命影响。这项研究的目标在于通过利用仿生学和自然本身来减少甚至消除3D打印对环境的影响。目前,该研究已经得到了知名软件开发商Autodesk的大力支持。
正如UCB绿色化学中心(CGC)的跨学科联合研发团队解释的那样,仿生学能够从自然中获取灵感然后将其用于推动技术发展,而实际上,3D打印的过程就可以被看做是一种仿生学 — 因为我们的身体、花草树木等,都是由100%可再生的材料通过完全可持续的生物友好型过程“打印”出来的,而自然就是这台巨大的3D打印机。
“生物圈充满了值得模仿的材料。比如洪堡特鱿鱼的嘴,虽然只是一种器官组织,但却十分坚硬而且结实,比当前所有已知的金属或聚合物都更能抵抗形变。它是由自然界最硬的非矿物材料组成的,却能与鱿鱼如同果冻一样的柔软身体完美结合,而这全是因为其独特的生成方式。”可持续发展策略师Michael Floyd 和 Susan Gladwin表示。
为了将这种概念应用到现实中,研究者们已经在通过绿色化学将仿生学用作一种可持续3D打印材料创新的透镜上做出了尝试。他们采用了11种在自然界中找到的设计方法,目前正致力于超越光固化(SLA)树脂材料的限制,最终目标则是创造出对于人和环境都十分安全的高性能材料。他们的工作建立在仿生学研究所正在进行的一项目标为定义3D打印生命周期中的生物友好型SLA树脂的研究之上。
“我们希望让树脂材料更安全,无论是对于它的制造本身,对于工业或普通应用,还是对于自然中的生命,所以一直以来,我们都在考虑循环模式的树脂。”CGC的研究员兼公共健康硕士Lee Ann Hill表示。
“我非常感谢Autodesk考虑到3D打印对生物循环的影响而在生物友好和可循环方面做出的承诺,希望能看到整个产业向这方面发展,在生产树脂材料时尽可能做出全面的考虑。”另一位公共健康硕士Brian Rodriguez表示。
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