V teh dneh lahko 3D natisnete skoraj vse, od avtomobilskih delov do tort. Večina dodatkov uporablja plastiko ali kovino (ali sladkor), saj je te materiale enostavno taliti in iztisniti.
Vendar pa je prišlo do povratnih informacij o trenutnem stanju 3D-tiskanja zaradi njegovega pomembnega vpliva na okolje. Pri proizvodnji porabi veliko energije - 50 odstotkov več kot brizganje - in ustvarja veliko nerazgradljivih materialov, kar nekateri oblikovalci in okoljevarstveniki menijo, da niso potrebni.
Tiskanje s čisto naravnimi materiali bi lahko olajšalo to drugo obremenitev za okolje, vendar se to že dolgo zdi nemogoče. „Les je sestavljen iz celuloze, hemiceluloze in lignina. Nobena od teh komponent se ne topi in segreva, ko se segreje, «pravi Paul Gatenholm, profesor kemije in biopolimerne tehnologije na švedski Tehnološki univerzi Chalmers.
Kljub temu sta Gatenholm in njegova ekipa iz Wallenbergovega znanstvenega centra v Chalmersu iznašla način za 3D tisk lesa, ki omogoča gradnjo biološko razgradljivih struktur. Celuloza, struktura, ki daje lesu moč, je trdna, trajnostna in obilna, zato so videli veliko potenciala za tisk. Plastika in kovina, ki se uporabljata v večini dodatkov, se talita, ko se segrejeta, zaradi česar je tečen, tekoč material, ki je primeren za tiskanje. Raziskovalci so morali spremeniti konsistenco lesnih vlaken, da so celulozo pretvorili v tekočino za injiciranje.
Zmešali so celulozne nanofibrile - v bistvu isto kašo, ki jo uporabljajo za izdelavo papirja - v kašo, ki je znašala 98 odstotkov vode. Izziv je bil klicanje v tem razmerju, da dobimo mešanico, ki je prožna, vendar bi tvorila tudi trdne strukture, ki niso občutljive na temperaturo.
Gatenholm, ki ima izkušnje s področja tkivnega inženiringa, se je ukvarjal s podobno tehnologijo v človeški biologiji z upanjem, da bo naredil fizične vsadke, ki bodo rasli skupaj s človekom in se prilagodili njihovi specifični telesni kemiji. "Potencial tega novega materiala smo spoznali kot bioink v 3D-tiskanju, " pravi. "Nekega dne smo posušili vzorec in videli, da lahko izdelamo fine strukture, kot so tkanine. Začeli smo preučevati postopek sušenja tega gela in ugotovili, da ga lahko nadziramo in ohranjamo 3D arhitekturo. "
Ko so dobili celulozno konsistenco za tisk, so raziskovalci začeli eksperimentirati. Natisnili so obsežne lesene konstrukcije, vključno s stoli, in tankimi prožnimi materiali, kot so oblačila. Gatenholm verjame, da bi tehnologija lahko popolnoma spremenila proizvodnjo aditivov, zato v razmišljanju ni sam.
Drugi raziskovalci, kot je Neri Oxman iz MIT-ovega Mediated Matter laboratorija, poskušajo 3D tiskati naravne materiale, da bi prihranili odpadke. "V naravnem svetu vse raste. Če lahko ustvarimo tehnologijo, ki goji materiale, namesto da jih odštejemo, lahko v tem procesu nadziramo veliko elementov, " je dejal Oxman.
Poleg gradnje konstrukcij iz celuloze sta Gatenholm in njegova ekipa našli način, kako v gel vstaviti ogljikove nanocevke in tako narediti prevodnost. To jim daje možnost, da zgradijo stvari, ki so biološko razgradljive in imajo vgrajene električne tokove, kot povoji, ki zdravnikom lahko sporočajo zdravje zdravja ran ali oblačil, ki lahko telesno toploto spremenijo v električno energijo.
"3D tehnologija tiskanja, ki bi lahko uporabljala samo kovine in plastiko, je postala nenadoma zelena in organska, " pravi Gatenholm.
