Los científicos han desarrollado una nueva «tinta» que permite imprimir objetos en 3D a partir de madera. El material podría reducir la cantidad de madera que se desperdicia en la fabricación de diversos productos, además podría utilizar desechos de madera existentes que de otro modo terminarían quemados o tirados.
En primer lugar, el uso de madera en medios de impresión 3D no es una idea nueva.
Entre otras cosas, hemos visto anteriormenteish objetos celulosa impresa derivada de la maderajunto con una guitarra impresa en 3D hecho de aserrín mezclado con una resina bioepoxi. Los científicos del MIT incluso están desarrollando un método de cultivo de madera cultivada en laboratorio en formas tridimensionales predeterminadas.
Sin embargo, investigadores de la Universidad Rice de Houston afirman que son las primeras personas en imprimir en 3D objetos verdaderamente de madera a partir de un material compuesto únicamente de componentes naturales de la madera.
Junto con el agua, la tinta viscosa se compone de nanofibras de celulosa, nanocristales de celulosa y lignina; esta última es un tipo de polímero orgánico que constituye gran parte del tejido de soporte de las plantas, incluidos los árboles. Tanto la celulosa como la lignina pueden obtenerse de los residuos de madera generados por las industrias forestal, de la construcción y de bienes de consumo.
La tinta de madera se utiliza para construir objetos en capas sucesivas mediante un proceso de impresión 3D conocido como escritura directa con tinta (DIW). Esto es similar a la técnica de modelado por deposición fundida (FDM) comúnmente utilizada, en la que un material fundido se extruye desde una boquilla y luego se deja endurecer mientras se enfría. En DIW, en lugar de enfriarse, el material se vuelve sólido a través de un sinterización proceso.
Para la tinta de madera, el proceso de sinterización implica liofilizar los objetos impresos a -85 ºC (-121 ºF) durante 48 horas y luego calentarlos a 180 ºC (356 ºF) durante 20 a 30 minutos. El paso de calentamiento convierte la lignina en un «pegamento molecular» que une las fibras y cristales de celulosa.
Gustavo Raskosky/Universidad de Rice
Los pequeños objetos impresos con este material se parecen bastante a la madera natural en apariencia, estructura, textura, estabilidad térmica e incluso aroma. También son mecánicamente más resistentes que la madera de balsa natural, que se utilizó como base en el estudio. Y como beneficio adicional, se biodegradarán cuando se desechen.
Sin embargo, lo más importante es que cuando se imprime un artículo sin tinta, solo se utiliza la cantidad exacta de tinta necesaria para imprimir ese artículo. Por el contrario, cuando un objeto se talla o fresa a partir de un bloque de madera natural, toda la madera extraída se desperdicia.
«La capacidad de crear una estructura de madera directamente a partir de sus propios componentes naturales prepara el escenario para un futuro más ecológico e innovador», afirmó el científico principal, el asistente. Prof. Muhammad Rahman. «Anuncia una nueva era de construcción sostenible con madera impresa en 3D».
Los científicos admiten que los pasos de liofilización y calentamiento del proceso consumen mucha energía, por lo que están explorando alternativas. Recientemente se publicó un artículo sobre su investigación en la revista Avances científicos.
Fuente: Universidad de arroz
