Cette technologie permet d’imprimer en 3D avec des ingrédients naturels à base de bois

Des scientifiques viennent de trouver un autre moyen de recycler les déchets de bois qui proviennent des usines ou de la fabrication d’objet en bois. Au lieu de les brûler ou de les jeter, il est maintenant possible de les utiliser comme « encre » pour l’impression 3D.

L’impression 3D utilisant du bois est quelque chose qui existe déjà depuis un certain temps. Par exemple, des chercheurs avaient utilisé la cellulose provenant du bois comme encre, ou encore de la sciure mélangée à de la résine époxy. Mais pour les scientifiques de la Rice University à Houston, leur technologie est totalement inédite. Selon eux, ils sont les premiers à imprimer en 3D des objets réellement en bois avec des matériaux faits uniquement à partir de composants naturels du bois.

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Les caractéristiques de la méthode

Selon les explications, la nouvelle encre à base de bois est composée d’eau, de nanofibres de cellulose, de nanocristaux de cellulose et de lignine. Cette dernière est un type de polymère qui constitue la majorité des tissus de soutien des plantes, incluant les arbres. La cellulose et la lignine peuvent être obtenues à partir des déchets des industries du bois ou de la construction.

Concernant l’impression en 3D en elle-même, l’encre est étalée par couches successives suivant un processus dénommé DIW ou « direct ink writing ». Cette technique est similaire à la technique communément utilisée FDM ou « fused deposition modeling ». Cette dernière consiste à faire sortir du matériau en fusion d’une tuyère et à le laisser durcir par refroidissement. En ce qui concerne le DIW, le matériau est solidifié par un processus de frittage.

Le processus de frittage de la nouvelle encre consiste à lyophiliser les objets imprimés à -85°C pendant 48 heures. Puis les objets sont chauffés à 180°C pendant 20 à 30 minutes. L’étape de chauffage convertit la lignine en une « colle moléculaire » qui maintient ensemble les fibres et les cristaux de cellulose.

Les avantages de la technologie

La nouvelle technique d’impression 3D a plusieurs avantages. D’après les chercheurs, les petits objets qui sont imprimés ont une apparence, une structure, une texture et une stabilité thermique similaires à celles du bois. Même l’odeur des objets ressemblerait à celle du bois.

Les objets imprimés seraient également mécaniquement plus résistants que le bois de balsa qui a été utilisé comme référence durant l’étude. Ils sont aussi biodégradables.

A part cela, l’impression avec la nouvelle encre utilise uniquement la quantité exacte requise. A l’opposé, lorsqu’on fabrique un objet avec du bois, toute la partie retirée est jetée comme déchet.

Actuellement, les scientifiques reconnaissent que les processus de lyophilisation et de chauffage consomment beaucoup d’énergie. Ils sont ainsi en train de rechercher d’autres alternatives.

L’étude a été récemment publiée dans la revue Science Advances.

SOURCE: New Atlas