L’uso del bambù come materiale di stampa 3d

Il Bambù si presenta come un materiale di stampa 3D promettente

In un documento intitolato ” Preparazione e proprietà dei compositi polipropilenici rinforzati dalle fibre pubescenti di Phyllostachys modificati “, un gruppo di ricercatori esplora l’uso del bambù come materiale estruso. Il bambù è un materiale sostenibile e biodegradabile e, sebbene sia stato incorporato nel filamento in precedenza, non è stata pubblicata una grande quantità di ricerche scientifiche sul suo utilizzo come materiale di stampa 3D. Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato il polipropilene (PP) come matrice e il bambù come materiale di rinforzo.

Oltre alle sue proprietà sostenibili, il bambù ha anche maggiore resistenza, tenacità e durezza rispetto al legno. I ricercatori hanno creato un materiale composto con PP e bambù riscaldando e plastificando attraverso un estrusore, e quindi creato parti composite usando estrusione e stampaggio ad iniezione.

“La modifica della fibra di bambù da parte di microrganismi, o la modifica della superficie della fibra da parte della fibra di bambù attraverso l’innesto di anidride maleica, l’accoppiamento silano, ecc. È inteso a migliorare la compatibilità della fibra con la matrice plastica”, affermano i ricercatori. “Aggiungi micro-nanoparticelle inorganiche o aggiungi un legante per modificare le proprietà meccaniche del materiale.”
La polvere di bambù è stata essiccata e miscelata con un agente di accoppiamento di alluminato e un compatibilizzante, e combinata con la matrice di polipropilene. I materiali sono stati miscelati ad alta velocità e quindi plastificati e granulati utilizzando un estrusore bivite. Le particelle sono state poi stampate a iniezione per preparare le scanalature e sono state testate le proprietà meccaniche delle parti. La struttura chimica del materiale è stata analizzata mediante spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier e la microscopia morfologica della fibra di bambù e dei compositi di plastica e bambù è stata osservata mediante microscopia elettronica a scansione. La polvere di bambù e le sezioni di plastica spezzata di bambù sono state osservate dopo l’iniezione di oro.

Microscopio elettronico a scansione di fibra di bambù (a) e compositi contenenti 7% in peso di polvere di bambù (b)
È stata misurata la velocità di scorrimento del materiale, nonché il punto di rammollimento Vicat del materiale composito. Una prova di resistenza all’impatto e un test di resistenza alla trazione sono stati effettuati sulle parti stampate.

“Si può vedere che l’indice di fusione del composito diminuisce con l’aumento del rapporto bambù-plastica”, affermano i ricercatori. “Indica che l’aggiunta di polvere di bambù ostacola lo scivolamento tra le catene molecolari in PP, e maggiore è il contenuto in polvere di bambù, peggiore è la fluidità”.
Hanno anche scoperto, tuttavia, che la polvere di bambù può aumentare la resistenza al calore del composito. La forza d’impatto aumenta anche con l’aumento della polvere di bambù, sebbene la resistenza a trazione sia leggermente diminuita.

Nel complesso, il bambù mostra una grande promessa quando combinato con un materiale come il polipropilene. A causa della sua resistenza al calore, durezza, tenacità e resistenza agli urti, ha il potenziale per essere usato come una parte preziosa di molte applicazioni di stampa 3D – senza contare che produce un’affascinante finitura simile al legno. C’è un grande bisogno di materiali di stampa 3D più sostenibili, e il bambù è una soluzione.

Gli autori del documento includono Pan Ting, Heguo Wen, Licheng Huang, Zhongtong Sheng, Hu Yongjun e Yin Guomin.

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