Polyme sinh học được làm từ thực vật và các nguồn sinh học khác. Chúng được sử dụng trong in 3D như một phương pháp tái chế chất thải bằng cách nghiền các bản in 3D không mong muốn và sử dụng máy đùn để bàn để biến chúng thành sợi.
Polyme sinh học cũng có thể được sử dụng để tạo ra sợi sinh học, được làm từ các nguồn năng lượng bền vững như chất béo và dầu thực vật. Vì được làm từ vật liệu thân thiện với môi trường nên những sợi 3D này ít độc hại và ít mùi hơn các sợi khác.
Xem thêm: Nhựa sinh học được làm từ gì? Các cách làm ra nhựa sinh học
1. Ứng dụng hiện tại của polyme sinh học trong in 3D
Polyme sinh học được sử dụng trong in 3D trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:
Có nhiều mặt hàng nội thất thân thiện với môi trường, chẳng hạn như ốp điện thoại và bình hoa, được làm từ polyme sinh học. Nó làm giảm lượng rác thải nhựa được tạo ra và hấp dẫn những người dùng quan tâm đến môi trường.
- Ngành công nghiệp thực phẩm
Những sản phẩm thân thiện với môi trường đang dần thay thế bao bì thực phẩm làm bằng nhựa truyền thống. Ngày nay, chúng ta có thể thấy nhiều hộp đựng thực phẩm và đồ dùng in 3D có sẵn trên thị trường.
Nhựa sinh học như PLA được sử dụng trong các ứng dụng y tế để cấy ghép phân hủy sinh học và kỹ thuật mô. Trong khi đó, chỉnh hình và chân tay giả in 3D có trọng lượng nhẹ và giá cả hợp lý, có thể tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của bệnh nhân.
Nhiều nghiên cứu và thí nghiệm đã được thực hiện để tạo ra các thành phần nhẹ làm từ polyme sinh học. Người ta cho rằng chúng có khả năng giảm tác động đến môi trường và tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Nhựa sinh học được sử dụng để tạo ra các đặc điểm kiến trúc tinh vi hoặc vật liệu xây dựng nhẹ, bền lâu cho các nguyên mẫu kết cấu.
2. Những tiến bộ công nghệ thúc đẩy tương lai của in 3D nhựa sinh học
Những tiến bộ công nghệ trong in 3D nhựa sinh học giúp giải quyết những nhược điểm của vật liệu gốc dầu mỏ, bao gồm các mối quan ngại về môi trường và nguồn tài nguyên hạn chế. Nhiều thành phần thân thiện với môi trường, chẳng hạn như xenlulo, tinh bột và lignin, được sử dụng trong in 3D.
Mô hình lắng đọng hợp nhất, viết mực trực tiếp, in sinh học 3D đùn siêu nhỏ, in 3D phun mực và kéo sợi 3D là các kỹ thuật sản xuất bồi đắp (AM) phổ biến được sử dụng để sản xuất vật liệu composite sinh học. Các phương pháp này cho phép sử dụng các nguồn sinh khối giá rẻ trong quá trình sản xuất vật liệu composite cho nhiều lĩnh vực, bao gồm thực phẩm, xây dựng, dược phẩm và y sinh.
3 loại phương pháp in 3D thường được sử dụng nhất cho polyme nhựa sinh học bao gồm:
- Phương pháp đùn vật liệu: Vật liệu có thể đùn được lắng đọng qua vòi phun (từng lớp). Các ví dụ phổ biến là FDM (mô hình lắng đọng hợp nhất), DIW (viết mực trực tiếp) và SLA (in thạch bản lập thể).
- Quay 3D: Phương pháp quay 3D ướt và phương pháp quay điện 3D được sử dụng để quay dung dịch polyme thành các sợi nhiều lớp.
- In phun 3D: Phun chất kết dính là phương pháp lắng các giọt chất lỏng cực nhỏ lên bề mặt vật liệu tại vị trí do người dùng chỉ định bằng áp suất âm thanh hoặc nhiệt.
3. Thách thức và hạn chế
Sử dụng polyme sinh học trong bề mặt in 3D có thể khiến việc sản xuất các sợi mỏng cho quy trình đùn vật liệu trở nên khó khăn. Nguyên nhân là do khuôn bị phồng lên, một lỗi phát sinh từ quá trình đùn vật liệu nhớt qua vòi phun đùn có đường kính nhỏ.
Bên cạnh đó, việc tối ưu hóa các công thức sinh học để in 3D cũng đặt ra thách thức trong việc giảm thiểu các hạn chế như độ kết tụ thấp, đặc tính cơ học kém và cong vênh thành phần. Tuy nhiên, các công thức pha trộn và tổng hợp có thể làm giảm khả năng xảy ra lỗi trong các sản phẩm in 3D bằng cách được điều chỉnh cho phù hợp với một số phương pháp và ứng dụng xử lý nhất định.
Điều quan trọng cần biết là nhựa sinh học được hòa tan trong các dung môi có khả năng gây nguy hiểm như tetrahydrofuran và chloroform trong quá trình kéo sợi ướt 3D. Do đó, cần nghiên cứu các dung môi thân thiện với môi trường cho các kỹ thuật in 3D.
4. Triển vọng tương lai của việc sử dụng polyme sinh học trong in 3D
Những tiến bộ về công nghệ, hạn chế nghiêm ngặt về rác thải nhựa và ý thức bảo vệ môi trường đang thúc đẩy sự phát triển của việc sử dụng polyme sinh học trong in 3D. Sự mở rộng thị trường cũng được thúc đẩy bởi các sáng kiến sinh thái của công ty và các ưu đãi của chính phủ.
Các polyme phân hủy sinh học, phân hủy nhanh hơn và an toàn hơn so với phân hủy nhựa thông thường, đang nổi lên như một giải pháp khả thi cho vấn đề ô nhiễm nhựa. Những tiến bộ về công nghệ như polyhydroxyalkanoates (PHA) và axit polylactic (PLA) đã giúp tạo ra các giải pháp hiệu quả và bền hơn.
Bằng cách giải quyết những nhược điểm của các polyme phân hủy sinh học trước đây, những vật liệu này mở ra cánh cửa cho các giải pháp hiệu quả và lâu dài hơn. Xu hướng hướng tới tính bền vững đang được thúc đẩy bởi nhu cầu của người tiêu dùng đối với các mặt hàng thân thiện với môi trường khi ngày càng nhiều người tìm kiếm các giải pháp thay thế cho nhựa truyền thống.
Các doanh nghiệp đang buộc phải áp dụng các hoạt động bền vững hơn theo xu hướng này, điều này đang tác động đến thị trường polyme phân hủy sinh học. Thị trường đang thay đổi để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm thân thiện với môi trường và ý thức bảo vệ môi trường ngày càng tăng.
Trong thị trường polyme phân hủy sinh học, quan hệ đối tác trong ngành giữa các doanh nghiệp, tổ chức và cơ quan chính phủ đang thúc đẩy sự đổi mới. Những sự hợp tác này thúc đẩy trao đổi thông tin, chia sẻ tài nguyên và tăng trưởng công nghệ, thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp polyme phân hủy sinh học và mở đường cho một tương lai bền vững.
Tóm lại, thị trường polyme phân hủy sinh học dự kiến sẽ mở rộng trong tương lai do công nghệ phát triển, luật pháp thuận lợi và nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng.
5. Tổng kết
Do nhu cầu công nghiệp ngày càng tăng, tiến bộ kỹ thuật và ý thức bảo vệ môi trường, polyme sinh học có tương lai tươi sáng trong công nghệ in 3D. Các polyme này có tiềm năng chuyển đổi quy trình sản xuất và thúc đẩy phát triển bền vững. Các doanh nghiệp không nên bỏ qua xu hướng này và nên bắt đầu đầu tư vào vật liệu tương lai này.
6. Giới thiệu về Bioplastics của EuroPlas
Là nhà sản xuất hàng đầu về hạt độn masterbatch trên toàn thế giới, EuroPlas rất sẵn lòng cung cấp cho khách hàng các giải pháp nhựa sinh học mới giúp công ty của họ tiết kiệm chi phí và tăng khả năng cạnh tranh.
Bioplastic của EuroPlas là giải pháp vật liệu xanh cho phép sản phẩm cuối cùng có thể phân hủy sinh học trong vòng 12 tháng. Nó được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo như axit polylactic, PHA và PHA. Công ty chúng tôi luôn đảm bảo kiểm soát chặt chẽ quy trình sản xuất nhựa sinh học của mình.
Sản phẩm của chúng tôi có:
- Độ giãn dài cao
- Độ bền va đập và độ cứng lớn
- Tính chất gia công dễ dàng
Chúng tôi cũng cung cấp Bio filler, một giải pháp vật liệu tiết kiệm chi phí cho các sản phẩm cuối cùng từ nhựa sinh học. Dòng sản phẩm BiOMates của chúng tôi được làm từ nhựa sinh học, bột CaCO3 biến tính và chất trợ phân tán với các tính năng nổi bật sau:
- Cung cấp đầy đủ chức năng cho sản phẩm cuối cùng trong một vật liệu
- Có thể phân hủy sinh học trong vòng 12 tháng sau khi sử dụng
- Được thiết kế riêng dựa trên yêu cầu của sản phẩm cuối
Nếu bạn quan tâm đến các sản phẩm này, hãy liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết!