近日(ri),美國能源部(bu)橡(xiang)樹嶺國家(jia)實驗室(ORNL)和緬因大(da)學的(de)研究人(ren)員(yuan)利用天然材料開發(fa)出(chu)了一種可(ke)回收的(de)3D打印地板,這種地板足夠堅固,可(ke)以替代建筑中的(de)鋼材。該項目是可(ke)持續材料和可(ke)再生技術制造聯盟(SM2ART)計劃的(de)一部(bu)分。

研究團隊的核心成果是SM2ART Nfloor盒式地板,這種地板由混合的聚乳酸(PLA)和木粉制成。PLA是一種來源于玉米殘渣的可生物降解熱塑性塑料,而木粉則是木材加工的副產品。這種混合材料不僅堅固耐用,還具備良好的可回收性,適用于大幅面3D打印。
緬因(yin)大學先進結構與(yu)復合材料中心(ASCC)的(de)結構工程師Scott Tomlinson表示(shi),PLA和木(mu)粉的(de)混(hun)(hun)合物是生產可回收、大尺寸增材制造部件的(de)理想材料。與(yu)傳統的(de)鋼筋混(hun)(hun)凝土(tu)組件相(xiang)比,這種單件式地板(ban)組件不僅(jin)更堅固(gu),還(huan)提供了更優質(zhi)的(de)步行體驗。
ORNL研究員(yuan)Katie Copenhaver表示,通過利(li)用基于生物的大規模(mo)3D打印技術,用單(dan)一材料(liao)的地(di)板面板取代了由31個零件(jian)和3種材料(liao)構成的傳統組件(jian)。這種地(di)板(ban)(ban)面板(ban)(ban)不僅對生態友(you)好,其強度也與(yu)傳統鋼(gang)地(di)板(ban)(ban)相(xiang)當。
ORNL 和 UMaine 使用聚乳酸(PLA)制造面板,PLA 是一種從玉米渣中提取的生物塑料,他們將其與木材加工廢料制成的木粉混合。在 PLA 中添(tian)加木粉會顯著提高其剛(gang)度,剛(gang)度是整(zheng)體性能的關(guan)鍵。
這(zhe)項研究成(cheng)果(guo)還在(zai)美國住房和城市發展部于(yu)國家廣場舉辦的(de)2024年住房創(chuang)新展示會上展出,未來使(shi)用(yong)聚乳酸填充木粉等填充物用(yong)于(yu)3D打(da)印建材將有(you)著更廣闊的(de)市場應用(yong)空間(jian)。