ValueBioMatは持続可能な開発を促進するためにバイオベースの複合材料の3Dプリントに重点を置いています

はじめに: 今日、より軽量で強度の高い部品を設計するために、積層造形に使用できる複合材料を開発する企業が増えています。しかし、これらの材料はプラスチックマトリックスから作られていることが多いため、環境に悪影響を及ぼす可能性があります。

2022年9月13日、Antarctic Bearは、複合材料におけるプラスチックによる汚染問題を解決するために、フィンランドのアアルト大学が、従来の化石ベースのプラスチックや複合材料に代わる新しい持続可能なバイオベースのポリマー材料を設計するValueBioMatという研究プロジェクトを実施していることを知りました。これらの新しい材料とその処理技術により、近い将来、完全に持続可能で循環型の 3D プリントが可能になります。

フィンランドのアアルト大学のユッカ・セッパラ教授は、同大学の付加製造ラボと協力し、ValueBioMat プロジェクトの一部を共同で主導しています。 Jukka Seppälä は長年にわたり、バイオベースのポリマーとプラスチックの開発の最前線に立ち、付加製造などの先進的で新しい加工技術にも注力してきました。これらの技術は、新しい材料効率の高い方法で最適化された構造を製造する絶好の機会を提供します。したがって、新しい持続可能なバイオベースのポリマー材料と組み合わせた付加製造は、より環境に優しい材料ソリューションへの大きな一歩となる可能性があります。
△ユッカ・セッパラ教授
ValueBioMat プロジェクト
ValueBiomat プロジェクトは、バイオマテリアルの生産とサービスの開発を促進し、業界のデータと設計ファイルの保護とアクセスを大規模に規制し、イノベーションとビジネスネットワークのガバナンスの新しいモデルの開発を通じて関係者間のコラボレーションをサポートする適切なフレームワークを開発することにより、立法および政策措置を通じて持続可能な開発を促進することを目的としています。
Jukka Seppälä 研究室の研究対象は、主にポリマー合成とポリマー反応工学です。たとえば、脂肪酸からジカルボン酸などの重合性モノマーへの実現可能な高スループット合成経路の調査と開発、バイオ由来の長鎖ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタンの合成の可能性、およびそれらの構造特性と材料特性の相関関係と、重要かつ要求の厳しい用途に向けた構造特性の調整を調査しています。合成バイオポリマー強化複合材料は、長繊維構造が豊富で化学的適合性が良好であり、印刷プロセスに最適な複合材料であることがわかりました。最後に、Jukka Seppälä 氏は、彼らのソリューションが環境と社会の両方にプラスの影響を与えたと評価しました。
3D プリントバイオベース複合材料<br /> バイオオイルは、燃料やポリマーの生産のための新たな再生可能な原材料源です。現在、ポリアミドをベースにした市販のバイオオイルはすでに市場に出回っています。 Jukka Seppälä の研究では、特にバイオベースの充填剤や強化繊維と組み合わせて熱可塑性バイオ複合材料を作成することで、最適な特性を持つ長鎖ポリアミドが開発されました。熱に敏感なバイオ粒子の劣化問題に対処するために、彼らは本質的にバイオベースの原材料をベースにした特定の低融点ポリアミドを開発しました。これらの進歩により、従来の化石ベースのプラスチックや複合材料に代わる、新しく興味深いバイオベースの複合材料を開発することが可能になります。
△ValueBioMatプロジェクトには複数のパートナーが参加
Jukka はステレオリソグラフィーを使用してポリマー部品を製造しており、重要なパラメータとして樹脂の正しい割合と迅速な化学硬化が確保されます。これには層間の化学結合も含まれ、シームレスな 3 次元ネットワークが最終的に形成され、層のない最終結果が達成されます。高さ間隔（例：50ミクロン）で移動するのではなく、光架橋が起きる間、印刷版はゆっくりと連続的に移動され、層のない構造になります。さらに、研究者が実施した別のアプローチは、別のステップで物体を鋳造するために使用される、事前に設計された金型を 3D プリントすることです。この場合、実際のオブジェクトにもレイヤーはありません。
3D プリントにおける再生可能でリサイクル可能なプラスチックの未来<br /> 新しい素材とその加工技術は、近い将来、持続可能性と循環性を実現するための核心となります。材料に関しては、新しいビジネスモデルを立ち上げるためには、製品の寿命モデルに至るまでの材料ライフサイクルバリューチェーン全体を科学的に理解する必要があります。技術的なソリューションの面では、3D プリンティングは、製品設計を最適化して材料の消費を削減する新たな可能性を提供します。さらに、分散型 3D プリンターを使用したデジタル製造により、オンデマンドの生産が可能になります。将来的には、デスクトップ 3D プリントから大型物体のロボットによる積層造形まで、さまざまな規模での積層造形も検討する必要があります。

ValueBioMatは持続可能な開発を促進するためにバイオベースの複合材料の3Dプリントに重点を置いています

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