Chinesische Forscher entwickeln 3D-Druckharz auf Pflanzenölbasis

Ein Team von Materialwissenschaftlern der Technischen Universität Guangdong hat ein hochbeständiges Photopolymerharz auf Pflanzenölbasis für den SLA-3D-Druck entwickelt.

Durch die Kombination von Sojaöl mit Urethan-Epoxid und Acrylaten gelang es den Forschern, Harzteile mit gewünschten mechanischen Eigenschaften herzustellen, ohne die biologische Abbaubarkeit zu beeinträchtigen. Aufgrund seines biologischen Basismaterials ist das Hybridharz auch insofern erneuerbar, als dass es in einer Kreislaufwirtschaft eingesetzt werden kann.

Das Team begann damit, ihr ursprüngliches mit Urethan modifiziertes Sojabohnenöl zu epoxidieren und es mit Acrylaten zu kombinieren, um das dual härtende Hybridharz für die Studie zu bilden. Es ist bekannt, dass dualhärtende Systeme eine hohe Aushärtungsrate haben und verwendet werden, um die Einschränkungen von einfach härtenden Materialien zu überwinden. Die erste Härtungsreaktion bildet die feste physikalische Schicht des Bauteils, während die zweite Reaktion die mechanischen Eigenschaften des Bauteils verbessert und gewissermaßen als eine Art Verstärkungsreaktion wirkt. Das daraus resultierende Teil profitiert von Leistungsverbesserungen, mit einem größeren Festigkeitsprofil sowie einer höheren Zähigkeit.

Um die vielversprechenden Rezepturen zu testen, unterzogen die Forscher die gedruckten Harzteile einer Reihe von mechanischen Tests. Interessanterweise fanden sie heraus, dass die Zugabe von überschüssigem Sojabohnen-Urethan in das Epoxyacrylat zu einer Erhöhung der mechanischen Festigkeit führte, ohne die Dehnung zu beeinträchtigen. Auf der ganzen Linie sahen sie, dass ihre Hybridharze in der Lage waren, hochauflösende Prototypen mit “komplexen Mikroarchitekturen und ausgezeichneten Oberflächengüten” herzustellen. Die Ergebnisse der Studie veranlassten die Wissenschaftler zu der Schlussfolgerung, dass ihre “Gewinnkombination” ein großes Potenzial als erneuerbares 3D-Druckmaterial hat.

Die komplette Studie kann unter dem Titel “3D Printing of a Dual-Curing Resin with Cationic Curable Vegetable Oil” hier gefunden werden.