3D-utskrift av komplexa strukturer som innehåller submillimeterstora funktioner har gäckat forskare i årtionden. De senaste framstegen inom 3-D-utskrift har åstadkommit livskraftiga 3-D-utskriftstekniker såsom digital ljusbearbetning (DLP)-baserade system som använder ultraviolett (UV) ljus för att omvandla initialt flytande polymerhartser till fristående fasta strukturer i en exakt, kontrollerat sätt.

Bland allt material för 3D-utskrift, värmehärdande fotopolymerer hävdar nästan hälften av marknaden på grund av deras överlägsna mekaniska stabilitet vid höga temperaturer, utmärkt kemisk resistens, och god kompatibilitet med högupplösta 3D-utskriftstekniker. Dock, när dessa värmehärdande fotopolymerer bildar 3D-delar genom en UV-utlöst kemisk reaktion, de kovalenta nätverken är permanenta och kan inte upparbetas, d.v.s. omformad, repareras eller återvinns. Denna obearbetbara natur, i kombination med explosionen i 3D-utskrift globalt, leder till ett stort slöseri med 3D-utskriftsmaterial med allvarliga miljökonsekvenser

För att hantera denna miljöutmaning, forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD) har utvecklat 3-D-utskrifts "reprocessable" härdplaster (3DPRTs) som gör 3-D-tryckta strukturer omformbara, reparerbar och återvinningsbar.

"Vi har utvecklats, för första gången, återbearbetningsbara värmehärdande fotopolymerer designade för DLP-baserad högupplöst 3D-utskrift, " sa assisterande professor Qi (Kevin) Ge från SUTD:s Science and Math Cluster, en av medledarna för detta projekt. Han lade till, "För det första, Högupplösta strukturer kan reformeras och fixeras till godtyckliga former efter tryckning. Detta attribut förbättrar utskriftseffektiviteten eftersom, till exempel, 3D-origamidelar kan genereras från platta, 2D-lager. För det andra, strukturen är reparationsbar, vilket betyder att skadade platser kan skrivas om samtidigt som den strukturella integriteten bibehålls perfekt, förlänger produktens hållbarhet. För det tredje och viktigast av allt, vårt material kan återvinnas och återanvändas för andra applikationer. "

"Övergripande, vi tror att utvecklingen av 3DPRT ger en praktisk lösning för att ta itu med miljöutmaningar som är förknippade med den pågående snabba ökningen av konsumtionen av 3D-utskriftsmaterial som i allt högre grad används i ett brett spektrum av avancerade applikationer inklusive vävnadsteknik, mjuk robotik, nano-enheter och många andra, sa professor Martin Dunn, den andra medledaren för detta projekt, och för närvarande dekan vid College of Engineering and Applied Science vid University of Colorado Denver.

Detaljer om detta arbete dök upp i Naturkommunikation den 8 maj 2018.