3D-printen met cellulose

nanokristallen


2017, juli - Cellulose is het meest voorkomende natuurlijke polymeer op aarde. Het is hernieuwbaar, relatief goedkoop en wordt daarmee gezien als een aantrekkelijke grondstof, bijvoorbeeld om er mee te 3D-printen. Maar met conventionele methodes (bijvoorbeeld waarbij de ‘inkt’ wordt verhit) is dat niet zo eenvoudig. Als cellulosemoleculen worden verwarmd veranderen hun eigenschappen en dat maakt het printen lastig tot onmogelijk. Innovatieve Materialen 3 2017 besteedde aandacht aan twee afzonderlijke onderzoeken die te mogelijk lijken te maken om cellulose toch voor 3D-toepassingen in te zetten.

Het Zwitserse materialenonderzoeksinstituut Empa zegt er in te zijn geslaagd om milieuvriendelijke inkt voor 3D-printen te ontwikkelen op basis van cellulose nanokristallen, zogenaamde CNC’s (cellulose nanocrystals). CNC’s. Ze kunnen worden geëxtraheerd uit cellulose. Empa denkt dat deze cellulose-inkt interessant kan zijn voor bijvoorbeeld de automobielindustrie of voor verpakkingen en de biomedische sector voor de productie van implantaten.


Het Amerikaanse MIT ontwikkelde een methode om met cellulose te 3D-printen. In plaats van pure cellulose kozen de MIT-onderzoekers voor celluloseacetaat. MIT printte met een oplossing van celluloseacetaat in aceton, waarbij de aceton onmiddellijk verdampt en de celluloseacetaat achterblijft. Door een behandeling met natronloog worden de acetaatgroepen vervangen door waterstof.
De resultaten van het MIT-onderzoek verscheen eerder dit jaar in Advanced Materials Technologies onder de titel Additive Manufacturing of Cellulosic Materials with Robust Mechanics and Antimicrobial Functionality (post doc Sebastian W. Pattinson en prof. A. John Hart).

Meer in Innovatieve Materialen nummer 3 2017