3D-печать из дерева: удивительное изобретение
Технология зависит от того, как содержание воды может влиять на форму древесины. Как известно, дерево деформируется после того, как его срубают и оно начинает высыхать. Это происходит из-за конфигурации волокон в материале, которые различаются по своей ориентации и вызывают неравномерную усадку древесины при испарении влаги. Используя эту характеристику, ученые смогли придумать способ тщательного управления этим процессом морфинга для создания желаемых трехмерных форм.
«Деформация может быть препятствием», — пояснид Дорон Кам, аспирант, который на этой неделе представляет свою работу на собрании Американского химического общества. — «Но мы подумали, что можем попытаться понять это явление и использовать его для достижения полезного результата».
Микрочастицы древесных отходов, описанные как «древесная мука», были смешаны с нанокристаллами целлюлозы и ксилоглюканом, которые являются естественными связующими, обнаруженными в растениях, чтобы в результате получились чернила на водной основе. Эти чернила могут быть выдавлены с помощью 3D-принтера в плоскую форму, при этом направление линий и скорость печати определяют выравнивание волокон и, в конечном итоге, 3D-форму, которую примет высушенная древесина.
Скорость и траекторию печати можно запрограммировать для создания плоских дисков, которые превращаются в объекты в форме седла, подобные чипсам, или для создания прямоугольных слоев, которые после высыхания превращаются в спираль, закручиваясь как по часовой стрелке, так и против нее. Команда считает, что в дальнейшем их технология позволит создать и более сложные формы.
В один прекрасный день, уверяют ученые, их методика позволит создание таких сложных объектов, как стулья или другие предметы мебели, которые можно было бы доставлять в виде плоских конструкций и превращать в готовый продукт без помощи ключей и шуруповертов. Команда также изучает, как можно обратить этот процесс вспять, чтобы форму объекта можно было менять на свое усмотрение.
Новый метод представляет собой 3D-печать чернил на основе дерева в виде плоских фигур, которые затем по мере высыхания превращаются в более сложные трехмерные формы.