2024年12月25日 ·
近日，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）和缅因大学的研究人员利用天然材料开发出了一种可回收的3D打印地板，这种地板足够坚固，可以替代建筑中的钢材。该项目是可持续材料和可再生技术制造联盟（SM2ART）计划的一部分。
研究团队的核心成果是SM2ART Nfloor盒式地板，这种地板由混合的聚乳酸（PLA）和木粉制成。PLA是一种来源于玉米残渣的可生物降解热塑性塑料，而木粉则是木材加工的副产品。这种混合材料不仅坚固耐用，还具备良好的可回收性，适用于大幅面3D打印。
缅因大学先进结构与复合材料中心（ASCC）的结构工程师Scott Tomlinson表示，PLA和木粉的混合物是生产可回收、大尺寸增材制造部件的理想材料。与传统的钢筋混凝土组件相比，这种单件式地板组件不仅更坚固，还提供了更优质的步行体验。
ORNL研究员Katie Copenhaver表示，通过利用基于生物的大规模3D打印技术，用单一材料的地板面板取代了由31个零件和3种材料构成的传统组件。这种地板面板不仅对生态友好，其强度也与传统钢地板相当。
ORNL 和 UMaine 使用聚乳酸（PLA）制造面板，PLA 是一种从玉米渣中提取的生物塑料，他们将其与木材加工废料制成的木粉混合。在 PLA 中添加木粉会显著提高其刚度，刚度是整体性能的关键。
这项研究成果还在美国住房和城市发展部于国家广场举办的2024年住房创新展示会上展出，未来使用聚乳酸填充木粉等填充物用于3D打印建材将有着更广阔的市场应用空间。