克服3D列印材料限制 中正研发植物纤维软材

【大纪元2022年05月04日讯】（大纪元记者李撷璎台湾嘉义报导）3D列印碍于医材、建材使用的硅胶和混凝土等易变形、崩塌，造成物件无法成型或强度不足。中正大学前瞻制造系统顶尖研究中心研发一种“含植物纤维的积层列印软材料”，目前该技术已申请专利，并持续与厂商、医院协同合作。

“通常3D列印是层层堆叠，一般硬材料经过加热软化，一接触室温就会马上变硬，硅胶、混凝土却是第一层还没干，再叠第二层就会变形。”中正大学前瞻中心主任刘德骐说，目前3D列印使用金属、塑胶等传统硬材料，在研发和商业应用上已相当成熟，反观硅胶、混凝土从机器喷嘴挤出后，塑形仍有许多需克服的难题。

刘德骐也表示，过去大多使用灌模生产硅胶零件，可是一旦遇到常用于鞋垫、医疗辅具的复杂蜂巢结构，就无法以灌模制造。而依赖人力施工的建筑业也因缺工问题，不得不另寻新的建筑工法，节省工程时间和人力成本，因此混凝土3D列印的省时、客制化便成优势。

看准3D列印软材料这片蓝海，中正大学前瞻中心3年前着手进行软材料的制造流程与软体开发。中正团队从云嘉在地农产出发，利用凤梨叶、凤梨皮、稻梗、竹叶、咖啡渣等废弃物的植物纤维，解决硅胶和混凝土易变形、塌陷的先天缺点。“就像建筑物的柱子里面有钢筋，加了纤维如同装支架，在3D列印的时候可以加强整体结构。”刘德骐说，硅胶、混凝土有黏性，也容易吸附在植物纤维上，更提高塑型的稳定性。

刘德骐指出，凤梨叶抗火、稻梗抗摩擦，咖啡渣则可吸水、防霉，将这些植物纤维掺入硅胶、混凝土中除了效果不打折，也能达到节能减碳。而中正大学前瞻中心研发含植物纤维的3D列印软材料，当中最大的卖点更是中正团队独家开发的分析软体，从形状、强度、排向到纤维跟硅胶、混凝土的填充比例，都能精准计算与预估，未来更能协助厂商选出最佳列印的组合与模式。

目前中正团队已申请技术专利，不仅与厂商共同开发的硅胶材料通过医疗验证，也与嘉基医院着手研发3D列印的硅胶医疗器具。此外，近期正积极寻求新建筑工法的台泥更是找上门来接洽协同合作，盼借用中正前瞻中心技术，开发属于3D列印混凝土工法的建材。◇

责任编辑：昌英