通过优化合成和处理参数,扩大Lignin在DLP3D打印中的使用范围
Michelle Vigogne1, Anika Kaufmann1, Evgeny Grigoryev1
1Institute of Physical Chemistry and Polymer Physics, Leibniz Institute of Polymer Research Dresden, 01069 Dresden, Germany.
ACS applied polymer materials
|December 4, 2025
概括
本研究介绍了一种可持续的3D打印方法,在数字光处理 (DLP) 树脂中使用植物性材料木质素 (lignin). 开发的素修饰树脂是非细胞毒性,并增强3D打印对象的机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物技术是生物技术.
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 数字光处理 (DLP) 3D打印使用各种材料,通常来自不可持续的来源.
- 来自植物生物质的可再生芳香聚合物宁为开发环保添加剂制造工艺提供了机会.
- 工业素副产品以级可获得,使其成为可持续材料的可行资源.
研究的目的:
- 开发一种具有成本效益和可重复性的化合成方法,用于修改素.
- 研究将未经修改和修改的红素纳入DPL树脂对打印参数和材料性能的影响.
- 评估使用基于素的树脂用于微针的高分辨率3D打印的可行性,并评估其细胞毒性.
主要方法:
- 使用化烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸烯酸的化,以创建功能化树脂.
- 系统地调查DLP树脂中不同的素含量 (未经修改至20%的重量%,修改至30%的重量%).
- 使用自主开发的步骤测试来优化打印参数并实现最小的功能大小.
- 根据EN ISO 10993-5.5进行了高分辨率DLP3D打印,并根据EN ISO 10993-5.5评估了细胞毒性.
主要成果:
- 将素纳入树脂显著影响了质性,可打印性和机械性能.
- 高度的木质素可以提高3D打印零件的机械强度.
- 宁烯化提高了树脂的溶解性,改变了从厚性向向非厚性向的质性行为,并增加了E模块.
- 以高达30%重量%的修饰性红素证明成功的3D打印;一种含有15%重量%修饰性红素的材料被发现是非细胞毒性.
- 超过最佳水平的素含量增加会对印刷能力产生负面影响,因为粘度更高,光散射/紫外线吸收增加.
结论:
- 修改后的红素可以有效地纳入DLP树脂,以创建可持续和机械强大的3D打印材料.
- 开发的以素为基础的树脂显示出对医疗应用的希望,例如微针的高分辨率3D打印.
- 需要进一步优化,以平衡红素含量以获得最佳的印刷性和材料特性,解决粘度和光相互作用等挑战.
