Litouwse onderzoekers van de Kaunas University of Technology en de Vilnius University hebben een biogebaseerde hars gesynthetiseerd en getest voor optisch 3D-printen (O3DP). De biogebaseerde hars gemaakt van hernieuwbare grondstoffen bleek universeel te zijn voor zowel tafelmodel 3D-printers als ultrasnelle laserprinters, geschikt voor O3DP in de schalen van nano- tot macro-dimensies. Dit, volgens de onderzoekers is een unieke eigenschap voor een enkele fotohars.

Optisch 3D-printen (O3DP) is een hulpmiddel voor snelle prototyping en een additieve fabricagetechniek die wordt ontwikkeld als een keuze voor een efficiënte en afvalarme productie, maar momenteel geassocieerd met van aardolie afgeleide harsen. Tijdens O3DP, de foto-uithardbare hars wordt gestold door deze met licht te behandelen; dergelijke technologie maakt 3D-printen zeer flexibel en nauwkeurig - de elementen kunnen submicrometers bereiken, en kan ook macro-dimensies bereiken. De belangrijkste tekortkoming van O3DP houdt verband met de beperkingen van de afdrukmaterialen:hun oorsprong, fysische en chemische eigenschappen, waardoor de harsen niet geschikt zijn voor alle opstellingen.

"Een universele biobased hars ontwikkeld door KTU-onderzoekers kan worden gebruikt voor een multischaal 3D-printen. Tot nu toe, er is geen enkele hars ontwikkeld waarmee ultrafijne nano-/microfuncties en macro-objecten uit dezelfde samenstelling kunnen worden vervaardigd", zegt Dr. Mangirdas Malinauskas, Laser NanoPhotonics Research Group Leader bij Laser Research Center van Vilnius University (VU).

Tijdens het experiment van VU-onderzoekers een multi-schaal (tot 5 bestellingen) optisch 3D-printen van een biogebaseerde verbinding werd uitgevoerd met behulp van zowel ultramoderne laser-nanolithografie-opstelling als een gewone tafelmodel 3D-printer. Aanvullend, schaakachtige figuren werden gemaakt in een industriële lijn die commercieel kleine batchproductiediensten leverde (3-D Creative). De biobased fotohars bleek zonder verdere aanpassingen geschikt voor alle toepassingen. Volgens Dr. Malinauskas, dit is een unieke eigenschap voor elke enkele fotohars (ongeacht de herkomst).

De nieuwe biogebaseerde fotohars is ontwikkeld aan de Kaunas University of Technology (KTU). De onderzoeksgroep van het KTU Department of Polymer Chemistry and Technology en onder leiding van Dr. Jolita Ostrauskaite ontwierp formuleringen van foto-uithardbare harsen voor optisch 3D-printen, evenals gesynthetiseerd, gekarakteriseerd en onderzocht de reologische, mechanisch, thermische eigenschappen van polymeermaterialen verkregen uit deze harsen.

"Momenteel, alleen thermoplastische biogebaseerde polymeren die worden gebruikt in thermische 3D-printtechnologie zijn in de handel verkrijgbaar. KTU-wetenschappers hebben een biogebaseerde foto-uithardbare hars ontwikkeld die kan worden gebruikt voor optisch 3D-printen. Biogebaseerde foto-uithardbare harsen voor dergelijke technologieën zijn momenteel niet op de markt verkrijgbaar", zegt Dr. Ostrauskaite.

Volgens haar, het grootste voordeel van de nieuwe biogebaseerde foto-uithardbare hars is het vermogen om hun componenten te verkrijgen uit hernieuwbare grondstoffen, Bovendien, deze componenten kunnen in commercieel grote hoeveelheden worden gekocht.

Hoewel de nieuwe biogebaseerde fotohars nog niet gecommercialiseerd is, de onderzoekers beweren dat het onmiddellijk op aanvraag kan worden gebruikt in industriële lijnen, omdat is aangetoond dat het compatibel is met in de handel verkrijgbare opstellingen van JSC 3-D Creative. Omdat het ontwikkelde materiaal nog erg nieuw is, verder onderzoek is nodig voor een veilig en economisch gebruik in de industrie.

Deze eco-innovatie wordt verder ontwikkeld binnen het InterReg-project EcoLabNet, een netwerk in de Baltische regio dat bestaat uit RDI en KMO's.