木材 3D 打印技術(shù)，圓你一個(gè)“魯班夢”

當(dāng)我們談?wù)撛霾闹圃旌筒牧蠒r(shí)，我們通常會(huì)想到塑料或金屬。然而，目前3D打印可兼容的產(chǎn)品多年來有了顯著增長，我們現(xiàn)在可以使用各種原材料生產(chǎn)零件，從陶瓷到食品再到載有干細(xì)胞的水凝膠。在這些擴(kuò)充的材料體系中，木材也是其中一種。

如今，木質(zhì)材料已經(jīng)能與長絲擠出甚至粉末床方法等工藝兼容，木材 3D 打印也正變得越來越流行?？梢哉f，即使對(duì)于那不具備木工技能的用戶，木材 3D 打印技術(shù)也可以幫助他們圓上一個(gè)“魯班夢”。

根據(jù)《自然》雜志發(fā)表的一份報(bào)告，人類已經(jīng)失去了地球上樹木總數(shù)的 54%。森林砍伐是當(dāng)今真正的威脅，重新思考我們消耗木材的方式至關(guān)重要。增材制造可能是更可持續(xù)地使用木材的關(guān)鍵，因?yàn)樗且环N只使用必要材料的生產(chǎn)技術(shù)，并且可以用回收材料設(shè)計(jì)物品。因此，我們可以 3D 打印部件，如果它們不再有用，可以將其轉(zhuǎn)化回原材料，以便開始新的生產(chǎn)周期。

△木材3D 打印技術(shù)允許創(chuàng)建原始裝飾件（照片來源：Fortus）

擠壓式木材 3D 打印工藝

3D 打印木材的一種方法是擠出細(xì)絲。需要注意的是，這些材料并非 100% 由木材制成。它們實(shí)際上含有 30-40% 的木纖維和 60-70% 的聚合物（用作粘合劑）。木材 3D 打印制造過程本身也很有趣，例如，你可以通過試驗(yàn)這些絲材的不同溫度以產(chǎn)生不同的顏色和飾面。換言之，如果擠壓機(jī)達(dá)到高溫，木纖維會(huì)燃燒，從而在碎片中產(chǎn)生更暗的色調(diào)。但是請(qǐng)記住，這種材料高度易燃。如果噴嘴太熱且絲材擠出速度不夠快，打印件可能會(huì)損壞甚至著火。

木絲的主要優(yōu)點(diǎn)是它看起來、感覺和聞起來都像實(shí)木。此外，打印品可以輕松上漆、切割和打磨，使它們的表面更加逼真。然而，最顯著的缺點(diǎn)之一是它是一種比標(biāo)準(zhǔn)熱塑性塑料更脆弱的材料。因此，它們更容易折斷。

一般來說，這種材料不會(huì)用于工業(yè)環(huán)境，而是面向創(chuàng)客世界，在那里它被用作一種愛好或裝飾物品。一些主要的木絲制造商包括Polymaker、Filamentum、Colorfabb 或 FormFutura 等。

△木纖維長絲比標(biāo)準(zhǔn)熱塑性塑料更脆弱

在粉末床工藝中使用木材

對(duì)于木制零件的制作，也可以使用粉末床技術(shù)。在這些情況下，使用由木屑組成的非常細(xì)的棕色粉末，表面呈沙粒狀。該領(lǐng)域最相關(guān)的技術(shù)之一是粘合劑噴射，其中又以 Desktop Metal (DM)公司最為出名。DM在與Forust合作后，打開了增材制造世界新的大門。二者聯(lián)合開發(fā)的“ Shop System Forust Edition ”打印系統(tǒng)讓更廣泛的受眾可以使用 Binder Jetting 進(jìn)行木材 3D 打印。

這款打印系統(tǒng)能夠 3D 打印由回收木材制成的功能性最終用途木材部件。實(shí)際的制造技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制的過程中使用鋸末顆粒和粘合劑。使用逐層制造系統(tǒng)，可以創(chuàng)建出傳統(tǒng)減法方法難以實(shí)現(xiàn)的、無浪費(fèi)的木材部件。顯然，這種技術(shù)的價(jià)格會(huì)比長絲擠出方法高很多。然而，這是值得考慮的，因?yàn)樽罱K結(jié)果將具有比 FFF 打印零件更高的表面質(zhì)量。

除了被認(rèn)為是更可持續(xù)的木材制造模式外，木材3D打印還可以解決許多問題。這包括從歷史修復(fù)到奢侈品的創(chuàng)造，再到使用這些天然材料尚未想象到的新產(chǎn)品。由于是數(shù)字化工藝，沒有木工技能的用戶也可以享受木材3D打印帶來的好處。

△BinderJetting 允許創(chuàng)建高質(zhì)量的木材部件（圖片來源：Desktop Metal / Forust）