Kilka słów nt. biodegradowalności

Biodegradowalność stanowi jedną z cech filamentów, których składnikiem bazowym jest polilaktyd. Polimer ten uzyskuje się surowców naturalnych, wśród których wyróżnić można m.in. trzcinę cukrową. Zaskoczenia nie stanowi zatem fakt, iż bakterie odpowiedzialne za proces rozkładu materii niezwykle chętnie materiałem tym się żywią, sukcesywnie degradując strukturę wydruków, do wyprodukowania których go zastosowano. Pamiętać trzeba jednak, iż szybkość rozpadu modelu 3D wykonanego z PLA zależna jest od ogromnej liczby czynników. Jak wiadomo, materiały PLA oferowane przez różnorodnych producentów, nie są produktami w stu procentach złożonymi z polilaktydu. Nie bez znaczenia dla prędkości tego procesu pozostają substancje dodatkowe, wchodzące w skład danego filamentu polilaktydowego. Mogą one opóźniać lub przyspieszać rozkład wydrukowanego z niego obiektu. Niezwykle istotne są również czynniki środowiskowe, czyli właściwości otoczenia, w którym wydruk się znajduje. Przykładowo: na prędkość rozkładu wydruku, który utworzono z filamentu PLA, ogromny wpływ ma wilgotność powietrza, a jest to zaledwie jeden z wielu parametrów środowiska przyspieszających (bądź opóźniających) degradację obiektu trójwymiarowego, który wydrukowano z materiału polilaktydowego.

Filiżanka, którą wydrukowano z filamentu BioWOOD (©ROSA 3D Filaments)

BioWOOD, czyli biokompostowalny materiał do druku 3D

Na rynku dostępne są różnorodne warianty dekoracyjne filamentów polilaktydowych, wśród których wyróżnia się m.in. materiały, które wzbogacono drobinkami drewna rozmaitych gatunków drzew. Ich właściwości zbliżone są zatem do tych, które charakteryzują surowce drewniane. Drewno, zwłaszcza takie, które nie zostało poddane obróbce zwiększającej jego trwałość, bezproblemowo i szybko ulega rozkładowi, jednakże filament PLA wysycony drobinkami tego materiału w równie krótkim czasie procesowi takiemu nie podlega. Niezwykle intensywny, dynamiczny rozwój branży druku 3D sprawia, iż ilość nowych materiałów, z których wykonuje się wydruki przestrzenne, rośnie z zatrważającą wręcz prędkością. Nikogo nie powinien zatem dziwić fakt, że wśród grona dostępnych współcześnie filamentów użytkownik drukarki pozwalającej na tworzenie trójwymiarowych obiektów niemal bezwysiłkowo znajdzie materiał filamentowy dopasowany do niego preferencji niczym precyzyjnie skrojony, szyty na miarę przez najwyższej klasy krawca garnitur. Osoby korzystające z możliwości technologii addytywnej, jaką jest Fused Deposition Modelling, których cel poszukiwań stanowi w pełni biodegradowalny filament drewniany, pożądany surowiec bezproblemowo nabędą. Nasuwa się jednak pytanie: Który producent materiałów wykorzystywanych w druku 3D w swej ofercie produkt taki posiada? Udzielenie poprawnej odpowiedzi na postawione pytanie do trudnych nie należy. Firmą tą jest ROSA 3D Filaments, zaś filament spełniający opisane wcześniej materiałowe wymogi stanowi... BioWOOD.

Do wykonania skrzypiec również zastosowano materiał BioWOOD (©ROSA 3D Filaments)

BioWOOD. Z czego został wykonany?

BioWOOD to materiał, który w całości wykonany został z naturalnych surowców. Jedną z substancji, z których filament ten utworzono, jest polikaprolakton. PCL stanowi polimer, który charakteryzuje się wysokim poziomem biodegradowalności. Często stanowi on składnik naczyń użytku jednorazowego. Dlaczego? Powód jest oczywisty. Łatwo można wówczas poddać je procesowi utylizacji, nie zwiększając tym samym poziomu zanieczyszczenia naturalnych ekosystemów. Polikaprolakton to jednak niejedyna substancja chemiczna, z której firma ROSA 3D Filaments wytwarza materiał, jakim jest BioWOOD. Surowcami wchodzącymi w skład omawianego filamentu są również cukry, w tym skrobia oraz celuloza. Związki te charakteryzują się wielką powszechnością występowania w przyrodzie. Celuloza stanowi bardzo istotny składnik ścian komórek, z których zbudowane są tkanki roślinne. Skrobia jest z kolei związkiem chemicznym, który pełni dla roślin rolę energetycznego magazynu. Odkłada się ona zatem m.in. w roślinnych tkankach zapasowych. Inną substancję wchodzącą w skład filamentu BioWOOD stanowi lignina. Podobnie jak skrobia oraz celuloza, jest ona związkiem powszechnie spotykanym w roślinach, stanowiąc jeden z najważniejszych składników tkanki zwanej drewnem. Pełni w niej rolę spoiwa, mając tym samym istotny wpływ na zwartość wspomnianej struktury. BioWOOD to jednak nie tylko omówione do tej pory w niniejszym akapicie substancje. Filament firmy ROSA 3D Filaments składa się również z roślinnych włókien, żywic, wosków i wielu innych surowców pochodzenia naturalnego. Zaskoczenia nie powinna zatem stanowić łatwość, z jaką materiał BioWOOD ulega biodegradacji w warunkach sprzyjających zajściu tego procesu i jego sukcesywnym przebiegu. Czas, jaki wymagany jest do całkowitego rozłożenia się wydruku wykonanego z omawianego filamentu, to kilka tygodni, o ile proces ten zachodzić będzie w warunkach beztlenowych.

BioWOOD umożliwia wykonywanie wydruków wyglądających (i pachnących) niczym drewno (©ROSA 3D Filaments)

BioWOOD. Wymagania

Do wykonywania trójwymiarowych obiektów z filamentu, jaki stanowi BioWOOD, nie wymaga się od użytkownika drukarki 3D, która funkcjonuje, bazując na technologii FDM, posiadania ani ogromnych zasobów wiedzy z zakresu materiałoznawstwa, ani wieloletniego doświadczenia w tworzeniu przestrzennych wydruków. Pod względem tym śmiało może on stanąć w szranki z PLA. Urządzenie drukujące, które wykorzystane zostanie do stworzenia trójwymiarowego obiektu, nie musi być wyposażone w zamykaną komorę roboczą. Z czego wynika taki stan rzeczy? Właściwością filamentu BioWOOD jest jego niski skurcz, dzięki czemu można tworzyć z niego trójwymiarowe struktury, wykorzystując w tym celu drukarkę 3D pozbawioną zamkniętej, roboczej komory. Zwrócić należy jednak uwagę na dyszę, która w procesie druku z produktu firmy ROSA 3D Filaments aktywnie będzie uczestniczyć. Zaleca się, aby średnica otworu wspomnianego komponentu urządzenia drukującego przyjmowała wartości nie mniejsze niż 0.5mm. Filament BioWOOD zawiera drewniane drobinki. Dysza, której średnica otworu byłaby mniejsza niż 0.5mm, mogłaby ulec zapchaniu się pod wpływem cząstek drewna stanowiących nieodłączny element materiału firmy ROSA 3D Filaments. Czy do tworzenia wydruków z filamentu BioWOOD wymagane jest urządzenie drukujące wyposażone w podgrzewany stół roboczy? Platforma drukarki 3D, której temperaturą można swobodnie manipulować, nie stanowi warunku koniecznego, aby móc cieszyć się z właściwości materiału przygotowanego przez ROSA 3D Filaments.

Przedstawioną na zdjęciu beczkę również wydrukowano z materiału, jakim jest BioWOOD (©ROSA 3D Filaments)

Obróbka wydruków wykonanych z filamentu BioWOOD

BioWOOD jest materiałem, który bardzo łatwo poddaje się mechanicznej obróbce. Wytworzone z niego wydruki można m.in. toczyć oraz szlifować, a także wykonywać w nich otwory za pomocą wiertarki, nie martwiąc się tym, że wydrukowany z omawianego filamentu obiekt ulegnie zniszczeniu. Modele 3D, które utworzono z materiału BioWOOD charakteryzują się porowatą strukturą, dzięki czemu z powodzeniem pokrywać je można farbą lub lakierem. Post-processingowy potencjał kryjący się za filamentem firmy ROSA 3D Filaments jest zatem ogromny. 

Filament BioWOOD. Podsumowanie

Filament przygotowany przez firmę ROSA 3D Filaments, jakim jest BioWOOD, to materiał, z którego wykonywać można wydruki o właściwościach zbliżonych do tych, którymi cechuje się drewno. Szeroko rozumiana prostota użytkowania, którą wyróżnia się materiał ten z grona innych surowców stosowanych w druku 3D, sprawia, iż wykonywać z niego wydruki może każdy, nawet niezbyt doświadczony posiadacz urządzenia drukującego. Jako produkt stworzony wyłącznie z surowców naturalnych i w pełni biodegradowalny, stanowi on materiał nieprzyczyniający się do wzrostu zanieczyszczenia ekosystemów. Mnogość zalet charakteryzujących filament BioWOOD przemawia za tym, aby tworzyć z niego trójwymiarowe wydruki.