Les ingénieurs du MIT ont développé un moyen d’utiliser de la cellulose végétale comme matière première pour les imprimantes 3D, fournissant une autre alternative renouvelable et biodégradable aux polymères à base de pétrole comme l’ABS qui est actuellement utilisé. Les chercheurs croient également que l’impression avec de la cellulose pourrait être moins cher et plus résistante que d’autres matériaux et même offrir des propriétés antimicrobiennes potentielles.
« La cellulose est le polymère organique le plus abondant au monde », assure le post doctorant au MIT Sebastian Pattinson, auteur principal d’un document décrivant la nouvelle technique. « La cellulose et ses dérivés sont utilisés dans les produits pharmaceutiques, les dispositifs médicaux, comme les additifs alimentaires, les matériaux de construction, les vêtements – toutes sortes de domaines différents. Et de nombreux types de produits bénéficieront du type de personnalisation que la fabrication additive (impression 3D) permet « .
La cellulose est largement responsable du fait de donner au bois ses propriétés mécaniques. Nous l’avons vu utilisé pour rendre les fibres plus résistantes que l’acier et utilisées dans les imprimantes 3D avant dans un mélange d’hydrogel qui a nécessité un processus de séchage soigneusement contrôlé.
L’équipe du MIT a utilisé de l’acétate de cellulose à la place, un matériau à base de cellulose largement disponible avec un nombre réduit de liaisons hydrogène qui peuvent être dissoutes dans de l’acétone et extrudées par une buse d’imprimante 3D. L’acétone s’évapore rapidement, permettant au matériau de se solidifier sur place et un traitement supplémentaire facultatif peut renforcer la partie imprimée.
«Après l’impression en 3D, nous restaurons le réseau de liaison hydrogène par un traitement à l’hydroxyde de sodium», affirme Sebastian Pattinson, qui ajoute que la résistance et la ténacité des pièces résultantes est supérieure à la plupart des matériaux couramment utilisés pour l’impression 3D, y compris l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) et l’acide polylactique (PLA).
L’équipe a également ajouté un colorant antimicrobien à l’encre à base de cellulose et a imprimé une paire de pincettes antibactériennes, qui a tué des microbes lorsque les pinces ont été exposées à une lumière fluorescente.
Un autre avantage du nouveau procédé et le fait qu’il repose sur l’évaporation de l’acétone pour solidifier une pièce imprimée, est qu’il peut être réalisé à température ambiante, contrairement à la plupart des extrudeuses d’imprimantes 3D qui fonctionnent en chauffant d’abord un polymère.
Cela pourrait signifier une impression plus rapide et potentiellement le fait de récupérer l’acétone évaporée pourrait augmenter l’efficacité et le rendre plus rentable et respectueux de l’environnement. En outre, la large disponibilité et le coût bon marché de la cellulose sur les matériaux de filaments actuels aideraient à le rendre commercialement attrayant.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.201600084/abstract
http://news.mit.edu/2017/3-d-printing-cellulose-0303
