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Resinas de origen vegetal, no tóxicas y ecológicas para impresión 3D

Desde la invención de la impresión 3D con resina en 1986, los materiales de resina para impresión 3D se basaron principalmente en la química de epoxi y acrilato de fuentes no biológicas. Recientemente, la industria se ha centrado en materias primas sostenibles y en el desarrollo de resinas de impresión 3D alternativas ecológicas y biológicas. Sobre este tema, 3D ADEPT Mag entrevistado LiqcreateEjecutivo de Ventas y Marketing, Rubén Bosch. Hablaron sobre materiales no tóxicos y las diferentes formas de toxicidad y las soluciones exploradas para reducir la toxicidad en la impresión 3D de resina.

 

Desarrollo de resina eco uv de base biológica y vegetal para impresión 3D

En el campo del desarrollo de materiales y resinas, la fabricación aditiva (AM) / 3D-pinting ofrece la posibilidad de producir una gama versátil de materiales y resinas personalizados. Desde el campo laboral, existe una creciente necesidad de componentes básicos sostenibles para desarrollar resinas de base biológica. Aunque las resinas de fotopolímeros termoendurecibles son sostenibles debido a que no contaminan el medio ambiente, se utilizan disolventes orgánicos volátiles en las formulaciones de resinas, la mayoría de las materias primas aún provienen de fuentes que no son de base biológica. Por lo tanto, las formulaciones de resinas de fotopolímeros termoendurecibles disponibles en el mercado podrían ser aún más sostenibles.

resina ecológica a base de plantas para impresión 3d de base biológica bio de base biológica

Imagen de resina ecológica a base de plantas desarrollada por Liqcreate y NHL Stenden, publicado in Materiales poliméricos aplicados ACS.

 

Los materiales de resina en bruto son en su mayoría de origen fósil y, una vez curados, los objetos de impresión 3D no son reciclables ni reprocesables en otros objetos. En este proyecto, Stenden de la NHL y Liqcreate trabajará en desarrollo de fotopolímero de base biológica resinas a base de bloques de construcción derivados de plantas. Sobre la base de estos componentes básicos, se fabricarán y curarán formulaciones de resina de fotopolímero, después de lo cual se mapearán las propiedades mecánicas. Se utilizarán las mejores formulaciones de resinas de fotopolímeros para objetos de impresión 3D, cuya reciclabilidad se estudiará. El equipo de I+D de Liqcreate está trabajando en estrecha colaboración con los laboratorios e investigadores de la Universidad NHL Stenden para desarrollar una formulación de resina prototipo para la impresión 3D. Además de nuestra oferta actual de productos, se desarrollan nuevas resinas de fotopolímero de base biológica para uso comercial. En la siguiente fase del proyecto, se escala la mejor tecnología de resina de base biológica y las materias primas y se validan y optimizan las propiedades de las resinas.

 

Propiedades mecánicas de la resina de impresión 3D de origen vegetal

La primera fase del estudio se centró en el desarrollo de una resina de impresión 3D de origen vegetal, biológico y ecológico. El objetivo principal era obtener un alto contenido de base biológica (el porcentaje real de material que tiene una fuente biológica) en combinación con propiedades interesantes y un buen comportamiento de impresión. Se hicieron múltiples mezclas de resinas con contenido de base biológica desde 70% hasta 84%. Las mejores resinas se enumeran en la tabla 1. Los resultados de este estudio se publicaron en el Revista de materiales poliméricos aplicados ACS. En comparación con las resinas de base biológica, los materiales son más suaves y flexibles. El desarrollo futuro se centrará en aumentar la rigidez y dureza de esta resina de origen vegetal manteniendo el contenido de origen biológico.

 

Tabla 1. Características de los productos impresos en 3D a partir de resinas de base biológica.
Resina Tg

° C

Módulo de tracción

MPa

Alargamiento a la rotura

%

Resistencia a la tracción

MPa

Contenido de base biológica
Muestra-06 80.2 870 ± 44 18 ± 3 36.4 ± 0.4 76.0%
Muestra-09 96.9 1007 ± 30 10 ± 2 43.7 ± 0.3 77.5%
Muestra-10 78.1 727 ± 12 24 ± 3 28.3 ± 0.3 79.7%

 

Diferencia entre resinas ecológicas, de base biológica y reciclables

A menudo, las resinas reciclables y de base biológica mezcladas son dos clases diferentes de materiales. De base biológica significa que las materias primas se obtienen de un origen no fósil. En casi todos los casos, una parte de las materias primas químicas proviene de plantas. A menudo se da un porcentaje de contenido de base biológica. Reciclar significa que el material se puede volver a utilizar. Con las resinas reticuladas, a menudo es difícil reciclar o reciclar. Para darle a la resina de polímero una segunda vida y no usarla como energía en una planta de energía o usarla en una aplicación de gama baja.

 

Toxicidad de las resinas de impresión 3D ecológicas, vegetales y biológicas

Algunas marcas han lanzado últimamente una resina de impresión 3D de origen vegetal, biológico o ecológico. Piensa en el eSUN eResin-PLA, la Anycubic Resina UV de origen vegetal, la Elegoo Resina rápida a base de plantas y muchos más. La mayoría de las resinas se basan en aceite de soja que se convierte químicamente en acrilatos para usar en resinas de impresión 3D. Desafortunadamente, ninguna de las resinas de origen vegetal disponibles muestra ningún contenido de origen biológico, por lo que se desconoce cuánto ayudan realmente estos materiales a crear un mundo sin confianza en las fuentes fósiles. Además, estas resinas a menudo se consideran alternativas de bajo olor. El olor de una resina no tiene mucho que ver con la naturaleza de base biológica del producto, sino más bien con la elección de las materias primas de las otras resinas. Por ejemplo, la mayoría de nuestros Liqcreate resinas también son muy bajos en olor.

 

Desarrollos futuros en resinas de impresión 3D no tóxicas, ecológicas y de origen vegetal.

Como se mencionó anteriormente, las opciones actuales en resinas SLA de origen vegetal, ecológicas y no tóxicas son confusas y se limitan al uso no industrial, hay algunos pasos para mejorar. Liqcreate está trabajando junto con universidades líderes para desarrollar una resina ecológica a base de plantas con un alto contenido de base biológica que se puede utilizar para piezas funcionales. Con la tecnología actual es posible crear un material con un contenido de base biológica muy alto, sin embargo, las propiedades deben mejorar para uso industrial. Liqcreate inició varios estudios nuevos junto con la Universidad de Groningen, la Universidad de Maastricht y la Universidad NHL Stenden para desarrollar resinas impresas en 3D que se pueden volver a moldear y reciclar después de la impresión. Siga con nosotros Instagram, Facebook or LinkedIn para obtener las últimas noticias sobre nuestro desarrollo de resina ecológica a base de plantas.

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