Все, что вам нужно знать о деревянной 3D-печати

Когда мы говорим об аддитивном производстве и материалах, мы часто думаем о пластмассах или металлах. Тем не менее, текущее предложение значительно выросло за эти годы, и теперь мы можем производить детали из широкого спектра материалов, от керамики до продуктов питания и гидрогелей, насыщенных стволовыми клетками. Среди этих удивительных материалов есть дерево. В настоящее время совместимая с такими процессами, как экструзия нитей или даже методы порошкового слоя, 3D-печать древесины становится все более популярной.

Согласно отчету, опубликованному журналом Nature, люди уже потеряли 54% от общего количества деревьев на нашей планете. Обезлесение сегодня представляет собой реальную угрозу, и крайне важно переосмыслить то, как мы потребляем древесину. Аддитивное производство может стать ключом к более устойчивому использованию древесины, потому что это технология производства, которая использует только необходимый материал и может проектировать объекты из переработанных материалов. Таким образом, мы могли бы печатать 3D-детали, которые будут преобразованы обратно в сырье, если они больше не будут полезны, чтобы начать новый производственный цикл.

3D-печать дерева позволяет создавать оригинальные декоративные элементы (фото: Fortus)

Экструзионная 3D-печать древесины

Одним из способов 3D-печати древесины является экструзия нитей. Следует отметить, что эти материалы изготовлены не из 100% дерева. Они фактически содержат 30-40% древесного волокна и 60-70% полимера, который служит связующим веществом. Интересным аспектом самого производственного процесса является то, что эти нити позволяют экспериментировать с их температурой для получения различных цветов и отделок. Другими словами, если экструдер достигает высоких температур, древесные волокна сгорают, создавая более темные тона в кусочках. Имейте в виду, однако, что этот материал легко воспламеняется. Если насадка слишком горячая и нить накала не экструдируется достаточно быстро, печать может быть повреждена или даже загореться.

Конференция группы по обучению и практике пользователей  аддитивного производства

Основным преимуществом древесной нити является то, что она выглядит, ощущается и пахнет как настоящая древесина. Кроме того, напечатанные части можно легко красить, резать и шлифовать, придавая им еще более реалистичную отделку. Однако одним из наиболее заметных недостатков является то, что это более деликатный материал, чем стандартные термопласты. В результате они могут сломаться легче. 

Как правило, этот материал не будет использоваться в промышленных условиях, но ориентирован на мир производителей, где он используется в качестве хобби или для декоративных объектов. Таким образом, некоторые из наиболее важных применений 3D-печати по дереву – это дизайн интерьера, столярные работы и столярные изделия. Некоторые из основных производителей древесных нитей – Polymaker, Filamentum, Colorfabb или FormFutura, среди прочих.

Нити из древесного волокна более хрупкие, чем стандартные термопласты

Использование древесины в процессах порошкового слоя

Для создания деревянных деталей также возможно использование технологий порошкового слоя. В этих случаях используется очень мелкий коричневый порошок, состоящий из древесной щепы, который придает песчаный, зернистый вид поверхности. Одной из наиболее актуальных технологий в этой области является струйная обработка связующих, из которых Desktop Metal (DM) является наиболее заметной компанией. После партнерства с Forust они открыли дверь в мир возможностей для аддитивного производства древесины. «Shop System Forust Edition» делает Binder Jetting для 3D-печати по дереву доступным для гораздо более широкой аудитории.

Эта система способна к функциональной 3D-печати, конечного использования деревянных деталей, созданных из переработанной древесины. Фактическая технология производства использует частицы опилок и связующее вещество в управляемом компьютером процессе. Используя послойную систему производства, безотходные деревянные детали могут быть созданы в конфигурациях, которые трудно достичь с помощью обычных методов вычитания на основе древесины. Очевидно, что цена этой технологии будет намного выше, чем методы экструзии нити. Однако это стоит учитывать, потому что конечный результат будет иметь более высокое качество поверхности, чем детали, созданные FFF.

Помимо того, что он является моделью производства древесины, которая считается более устойчивой, он также может решить множество проблем. Это варьируется от исторических реставраций до создания предметов роскоши, до новых продуктов, которые еще не были представлены с этими природными материалами. Поскольку это цифровой процесс, пользователи без навыков деревообработки также могут пользоваться преимуществами 3D-печати по дереву.

Binder Jetting позволяет создавать высококачественные деревянные детали (фото предоставлено: Desktop Metal / Forust)