Litauiska forskare från Kaunas tekniska universitet och Vilnius universitet syntetiserade och testade ett biobaserat harts för optisk 3-D-utskrift (O3DP). Det biobaserade hartset tillverkat av förnybara råvaror visade sig vara universellt för både bordsskrivare 3D-skrivare och toppmodern ultrasnabb laser, lämplig för O3DP i skalorna från nano- till makrodimensioner. Detta, enligt forskarna, är en unik egenskap för en enda fotoharts.

Optisk 3-D-utskrift (O3DP) är ett snabbt prototypverktyg och en additiv tillverkningsteknik som utvecklas som ett val för effektiv och låg avfallsproduktion, men för närvarande förknippad med petroleumhärledda hartser. Under O3DP, det fotohärdbara hartset stelnar genom att behandla det med ljus; sådan teknik gör 3D-utskrift mycket flexibel och exakt – elementen kan nå submikrometer, och kan även nå makrodimensioner. Den största bristen med O3DP är kopplad till begränsningarna hos tryckmaterialen:deras ursprung, fysiska och kemiska egenskaper, vilket gör att hartsen inte lämpar sig för alla uppställningar.

"Ett universellt biobaserat harts utvecklat av KTU-forskare kan användas för 3D-utskrift i flera skala. Hittills har inget enskilt harts utvecklades som skulle möjliggöra tillverkning av ultrafina nano-/mikrofunktioner och makroobjekt av samma sammansättning", säger Dr. Mangirdas Malinauskas, Laser NanoPhotonics Research Group Leader vid Laser Research Center vid Vilnius University (VU).

Under experimentet utfört av VU-forskare, en flerskalig (upp till 5 beställningar) optisk 3-D-utskrift av biobaserad förening utfördes med både toppmodern lasernanolithografi-inställning och en vanlig 3D-skrivare för bordsskivor. Dessutom, schackliknande figurer tillverkades i en industriell linje som kommersiellt levererade små serieproduktionstjänster (3-D Creative). Det biobaserade fotohartset visade sig vara lämpligt för alla applikationer utan några ytterligare modifieringar. Enligt Dr. Malinauskas, detta är en unik egenskap för varje enskilt fotoharts (oavsett ursprung).

Den nya biobaserade fotohartsen utvecklades vid Kaunas tekniska universitet (KTU). Forskargruppen som arbetar vid KTU Institutionen för polymerkemi och teknologi och som leds av Dr. Jolita Ostrauskaite designade formuleringar av fotohärdbara hartser för optisk 3-D-utskrift, såväl som syntetiserade, karakteriserade och undersökte det reologiska, mekanisk, termiska egenskaper hos polymermaterial erhållna från dessa hartser.

"För närvarande, endast termoplastiska biobaserade polymerer som används i termisk 3-D-utskriftsteknik är kommersiellt tillgängliga. KTU-forskare har utvecklat ett biobaserat fotohärdbart harts som kan användas för optisk 3D-utskrift. Biobaserade fotohärdbara hartser för sådana tekniker finns för närvarande inte tillgängliga på marknaden", säger doktor Ostrauskaite.

Enligt henne, den största fördelen med det nya biobaserade fotohärdbara hartset är förmågan att få sina komponenter från förnybara råvaror, dessutom, dessa komponenter kan köpas i kommersiellt stora kvantiteter.

Även om det nya biobaserade fotohartset inte är kommersialiserat ännu, forskarna hävdar att den kunde användas omedelbart vid behov i industriella linjer eftersom den visade sig vara kompatibel med kommersiellt tillgängliga uppsättningar av JSC 3-D Creative. Eftersom det utvecklade materialet fortfarande är mycket nytt, ytterligare utredning behövs för att det ska kunna användas på ett säkert och ekonomiskt sätt inom industrin.

Denna eko-innovation är vidareutvecklad inom InterReg-projektet EcoLabNet, ett baltiskt regionbaserat nätverk bestående av RDI och små och medelstora företag.