Forskare på Chalmers 3d-printar med cellulosa

Text:Mattias Kristiansson
PUBLICERAD: 18 juni 2015
Paul Gatenholm, professor i biopolymerteknologi på Chalmers. Den lilla stolen av cellulosa är ett demonstrationsföremål som har skrivits ut i 3d-bioskrivaren på Chalmers. Foto: Peter Widing
Paul Gatenholm, professor i biopolymerteknologi på Chalmers. Den lilla stolen av cellulosa (nederst t v)  är ett demonstrationsföremål som har skrivits ut i 3d-bioskrivaren på Chalmers.

En forskargrupp vid Chalmers är först i världen med att lyckas skriva ut och torka tredimensionella objekt helt av cellulosa med hjälp av en 3d-bioskrivare. De kan också tillsätta kolnanorör så att materialet leder ström.

– Det finns stora miljöfördelar med att få in cellulosa i den här snabba teknikutvecklingen, säger Paul Gatenholm, professor i biopolymerteknologi på Chalmers och ledare för forskargruppen. Cellulosa är en förnyelsebar råvara som inte kommer att ta slut. Det är helt bionedbrytbart, och generellt innebär tillverkning med råvaror från trä att man binder koldioxid som annars skulle hamna i atmosfären.

Genombrottet har gjorts inom ramen för Wallenberg Wood Science Center, ett forskningscentrum med syftet att ta fram nya material från trä.

Svårigheten med cellulosa inom additiv tillverkning är att det inte smälter när det värms upp. Därför kan man inte använda samma 3d-printer och samma process som med exempelvis plaster. Chalmersforskarna har löst detta genom att blanda ner nanofibriller av cellulosa i en gel som består av 95-99 procent vatten. Gelen fungerar i forskarnas 3d-bioskrivare, som de tidigare har använt för att tillverka byggnadsställningar för celler där slutprodukten är personligt designade implantat.

Nästa utmaning var att torka de utskrivna geléartade föremålen utan att förlora den tredimensionella formen.

– Torkningen är kritisk, säger Paul Gatenholm. Vi har utvecklat en metod för att frysa gelen och sedan avlägsna vattnet på olika sätt så att vi kan styra hur det torra objektet kommer att se ut. Dessutom har vi visat att man kan låta materialet krympa i en förbestämd riktning och därmed tillverka tunna filmer.

Forskarna har också blandat cellulosagelen med kolnanorör för att skapa ett elektriskt ledande bläck efter torkning. Kolnanorör leder ström, och i ett annat projekt inom Wallenberg Wood Science Center arbetar man med att ta fram kolnanorör från ved.

Genom att använda den ledande och den icke ledande gelen tillsammans och kontrollera torkningen har forskarna tillverkat tredimensionella kretsar, där upplösningen ökat markant efter torkningen.

De två gelerna ger förutsättningar för tillverkning av en mängd olika sorters föremål av cellulosa med inbyggda elektriska kretsar.

– Några möjliga exempel är förpackningar med sensorer, kläder som omvandlar kroppsvärme till elektricitet, och sårförband som kommunicerar med vårdpersonalen, säger Paul Gatenholm. Själva går vi nu vidare med nästa utmaning. Att använda alla biopolymerer i trä, utöver cellulosa.

Läs vidare

3devo förvandlar restpulver till filament

3devo har utvecklat en metod för att omvandla överblivet SLS-pulver till filament som kan användas på nytt för 3D-printing.
3devo

Nordens första testbädd för 3D-printad betong

I slutet av april invigde forskningsinstitutet RISE en test- och demomiljö för 3D-printad betong. En unik satsning som ska påskynda den industriella användningen av tekniken och bana väg för en mer hållbar svensk byggbransch. 
RISE kollage

Forskning om AM med duplext rostfritt stål

Hur kan duplexa rostfria stål användas optimalt både för lasersvetsning och additiv tillverkning? Den frågan har Amir Baghdadchis från Högskolan Väst sökt svaret på i sin doktorsavhandling.
Amir Baghdadchi, doktor i produktionsteknologi

SSAB släpper utsläppsfritt stålpulver

SSAB lanserar världens första stålpulver som är producerat utan fossila koldioxidutsläpp. Pulvret är tillverkat av återvunnet stål och kombinerar egenskaperna hos SSAB:s höghållfasta stål med de lätta strukturer som är möjliga med 3D-printing.
SSAB-vang

Senaste nytt

Lyckad utskrift av medicinteknisk utrustning i rymden

Bioprinting-företaget Auxilium Biotechnologies har skrivit historia genom att framgångsrikt installerat sitt system ombord på den internationella rymdstationen ISS. Där har de printat åtta medicintekniska enheter på bara två timmar.
bioprint

Försäljningen av industriella 3D-skrivare ned med 24 procent

En marknadsanalys visar att försäljningen av industriella 3D-skrivare minskade med en fjärdedel under tredje kvartalet 2024, samtidigt som försäljningen av instegsmodeller ökade.
Context statistik

Daimler och 3D Systems i samarbete om reservdelsproduktion

3D Systems har ingått ett samarbete med Daimler Truck/Daimler Buses, en av världens största tillverkare av kommersiella fordon, för att introducera en innovativ strategi för produktion av reservdelar.
Mobiles 3D-Druck-Center für noch mehr Kundennähe und schnelle ErsatzteilverfügbarkeitMobile 3D printing centre for even greater customer proximity and fast availability of spare parts

Komplett system för 3D-printing och testning i fält

Norska Fieldmade har ingått ett samarbete med brittiska Plastometrex gällande en portabel end-to-end-lösning för additiv tillverkning i metall med inbyggda möjligheter för mekanisk testning.
AM Fieldmade