Warum die Eigenschaften von 3D-Druckharzen auf Pflanzenbasis inzwischen die von Erdölharzen übertreffen
Warum die Eigenschaften von 3D-Druckharzen auf Pflanzenbasis inzwischen die von Erdölharzen übertreffen
Die Nachfrage nach 3D-Harzen aus nachhaltigen Quellen hat zugenommen. Traditionell wurden die meisten 3D-Druckharze aus Erdöl hergestellt, aber eine neue Generation von biobasierten Harzen bietet jetzt beeindruckende Eigenschaften. Bisher musste man immer Kompromisse bei der Leistung eingehen, wenn man umweltfreundlich arbeiten wollte. Photocentric hat sich zahlreiche biobasierte Rohstoffe angesehen, sowohl aus Pflanzen als auch aus Bioabfällen. Dr. Rob Young, Leiter der Chemieabteilung von Photocentric, kommentierte: "Die Frage, die wir uns stellten, war, warum man nicht bessere Eigenschaften als die von Öl (eigentlich nur eine Suppe aus Tieren und Pflanzen, die über ein paar Millionen Jahre hinweg zusammengebraut wurde) erzielen kann, wenn man ein bestimmtes Polyol aus einer Pflanze mit außergewöhnlichen Eigenschaften auswählt.
Verringerung des CO2-Fußabdrucks
3D-Druck
Bioharze haben den Vorteil, dass sie der Umwelt zugute kommen, aber sie können jetzt auch das gesamte 3D-Druckerlebnis verbessern. SLA bietet einen attraktiv niedrigen Kohlenstoff-Fußabdruck, und die Belichtung über einen LCD-Bildschirm ist die am wenigsten energieintensive Methode der drei wichtigsten Harzdrucktechniken. Beim Prototyping werden keine großen Mengen an Produkten hergestellt, weshalb die CO2 Ausstoß kein großes Problem dar, aber jetzt, da der 3D-Druck sich auf die Massenproduktion zubewegt, wird es immer dringlicher, den gesamten Kohlenstoffgehalt in der Kunststoffkette zu berechnen und zu reduzieren.
"Wir haben entdeckt, dass Camphen, eine natürliche Verbindung, die in Bäumen und schnell wachsenden Pflanzen vorkommt, bemerkenswerte Eigenschaften besitzt, die die Leistungsfähigkeit von Harzen verbessern können.
Dr. Rob Young
Leiter der Chemieabteilung der Photocentric
Die Kraft der Natur für die Harzentwicklung nutzen
Photocentric hat eine Reihe von pflanzlichen Quellen untersucht und dabei einige überraschende Vorteile gegenüber aus Öl gewonnenen Quellen festgestellt. Dr. Rob Young kommentierte: "Wir haben Monomere aus Baumabfällen, Camphen, verwendet. Es ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Terpenoid, das in Nadelbäumen und anderen Bäumen sowie in schnell wachsenden Pflanzen wie Cannabis und Zypressen vorkommt. Es kann auch vorher aus Alpha-Pinen gebildet werden, was seine Einsatzmöglichkeiten weiter erhöht. Ihre chemische Struktur eignet sich für relativ triviale chemische Prozesse zur Bildung von Monomeren, die ein erstaunliches Verdünnungsvermögen mit hohem Biogehalt aufweisen.
Harze auf Pflanzenbasis: Stark und vielseitig
Photocentric haben ein Polymer mit einem aus Pflanzenöl hergestellten Oligomer auf den Markt gebracht. Die Pflanze enthält eine Mischung aus Triglyceriden und wird bereits als biobasiertes Polyol in der Polyurethanindustrie als starres Polyol in UV-Beschichtungen und epoxidiert in Epoxidbeschichtungen verwendet. Diese Struktur ist zäh genug, um in Beton und als Bauzuschlagstoff verwendet zu werden, also ist sie sicherlich auch zäh genug, um 3D-gedruckte Kunststoffteile herzustellen.
PhotocentricDas kürzlich auf den Markt gebrachte Harz Rigid DL240 auf Pant-Basis besteht mehrheitlich aus einem Oligomer, das aus Maisabfallpolyol hergestellt wird, und bietet beeindruckende Eigenschaften, hohe Genauigkeit, hohe Zugfestigkeit und geringe Wasseraufnahme. Pflanzen haben sich im Laufe der Generationen so entwickelt, dass sie unter verschiedenen Bedingungen so viel Wasser wie möglich speichern können, was sie zu einer idealen Quelle für Materialien macht, die die Wasseraufnahme hemmen.
Ein Teil des Weges zur Nachhaltigkeit ist die Berechnung des in den Prozess eingebetteten Kohlenstoffs. Photocentric testet jetzt nach ASTM D6866-21 auf die Radioaktivität von Kohlenstoff14 und wird diese Zahlen als Standardangaben in seinen technischen Datenblättern bereitstellen. Darüber hinaus erstellt das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Manufacturing Technology Centre (MTC) in Coventry einen vollständigen Kohlenstoff-Fingerabdruck für jedes von ihm hergestellte 3D-Teil, der bis zur Herstellung der Rohstoffe zurückreicht und die im 3D-Druckverfahren verbrauchte und verschwendete Energie auflistet.
Der Weg zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks im Zusammenhang mit dem 3D-Druck ist bereits weit fortgeschritten. Biobasierte Harze sind inzwischen etabliert und gewinnen einen wachsenden Marktanteil. Sie bieten viele Vorteile in Bezug auf Nachhaltigkeit, geringere Umweltauswirkungen und lokale Produktion, da sie nicht mehr auf die Ölreserven anderer Länder angewiesen sind, aber sie bieten den Anwendern nun endlich verbesserte Eigenschaften.
Harze auf Pflanzenbasis: Stark und vielseitig
Photocentric haben ein Polymer mit einem aus Pflanzenöl hergestellten Oligomer auf den Markt gebracht. Die Pflanze enthält eine Mischung aus Triglyceriden und wird bereits als biobasiertes Polyol in der Polyurethanindustrie als starres Polyol in UV-Beschichtungen und epoxidiert in Epoxidbeschichtungen verwendet. Diese Struktur ist zäh genug, um in Beton und als Bauzuschlagstoff verwendet zu werden, also ist sie sicherlich auch zäh genug, um 3D-gedruckte Kunststoffteile herzustellen.
PhotocentricDas kürzlich auf den Markt gebrachte Harz Rigid DL240 auf Pant-Basis besteht mehrheitlich aus einem Oligomer, das aus Maisabfallpolyol hergestellt wird, und bietet beeindruckende Eigenschaften, hohe Genauigkeit, hohe Zugfestigkeit und geringe Wasseraufnahme. Pflanzen haben sich im Laufe der Generationen so entwickelt, dass sie unter verschiedenen Bedingungen so viel Wasser wie möglich speichern können, was sie zu einer idealen Quelle für Materialien macht, die die Wasseraufnahme hemmen.
Ein Teil des Weges zur Nachhaltigkeit ist die Berechnung des in den Prozess eingebetteten Kohlenstoffs. Photocentric testet jetzt nach ASTM D6866-21 auf die Radioaktivität von Kohlenstoff14 und wird diese Zahlen als Standardangaben in seinen technischen Datenblättern bereitstellen. Darüber hinaus erstellt das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Manufacturing Technology Centre (MTC) in Coventry einen vollständigen Kohlenstoff-Fingerabdruck für jedes von ihm hergestellte 3D-Teil, der bis zur Herstellung der Rohstoffe zurückreicht und die im 3D-Druckverfahren verbrauchte und verschwendete Energie auflistet.
Der Weg zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks im Zusammenhang mit dem 3D-Druck ist bereits weit fortgeschritten. Biobasierte Harze sind inzwischen etabliert und gewinnen einen wachsenden Marktanteil. Sie bieten viele Vorteile in Bezug auf Nachhaltigkeit, geringere Umweltauswirkungen und lokale Produktion, da sie nicht mehr auf die Ölreserven anderer Länder angewiesen sind, aber sie bieten den Anwendern nun endlich verbesserte Eigenschaften.
