I ricercatori dell’Università di Rice e del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge hanno creato una nuova tecnologia di stampa 3D che ricicla i residui di lavorazione del legno. Hanno pubblicato i risultati della loro ricerca sulla rivista Science Advances, presentando un metodo innovativo per la produzione di oggetti stampati in 3D che conserva la texture, l’aspetto, la stabilità termica e l’odore del legno naturale. A differenza di molti filamenti per la stampa 3D “in legno” attualmente disponibili, che contengono plastiche, il nuovo materiale è un inchiostro a base acquosa composto da lignina e cellulosa, i principali costituenti del legno naturale.
Per fare l’inchiostro ci vuole il legno
I ricercatori si sono ispirati dall’inefficienza della carpenteria tradizionale, ma anche dalle qualità distintive del legno, come le sue proprietà visive, tattili, olfattive e meccaniche. Il loro obiettivo era di combinare la tecnologia moderna della stampa 3D senza compromettere le qualità attraenti del legname. L’inchiostro per la stampa 3D sviluppato è completamente a base di legno, senza l’aggiunta di leganti o polimeri estranei.
Nel processo di lavorazione dei residui del legname per ottenere l’inchiostro, si evita l’uso di prodotti chimici come l’acetone, contribuendo così a ridurre i rifiuti generati dai processi di produzione del legno tradizionali. La miscela ottimale per l’inchiostro comprende lignina, nanofibre di cellulosa e nanocristalli di cellulosa, insieme all’acqua. Questo materiale, simile all’argilla, è ideale per la stampa 3D utilizzando la tecnica Direct Ink Writing (DIW).
Il processo di produzione dell’inchiostro e la sua stampa richiedono passaggi specifici di congelamento e riscaldamento per garantire la qualità del prodotto finale. Dopo la stampa, i campioni vengono congelati con ghiaccio secco e liofilizzati a basse temperature e pressione per 48 ore. Successivamente, vengono sottoposti a trattamenti termici e, se necessario, a pressatura a caldo per perfezionare la forma degli oggetti.
Da cosa nasce cosa
Nonostante l’attenzione alla sostenibilità nel processo di produzione dell’inchiostro di legno, le fasi di congelamento e riscaldamento richiedono una considerevole quantità di energia. Questo aspetto evidenzia l’importanza di valutare attentamente gli aspetti tecnici, economici e ambientali prima di utilizzare questo materiale in progetti su larga scala.