Moleculair design van hoogwaardige materialen voor 3D printen

3D printen, officieel “additive manufacturing” genaamd, is een technologie die zich razend snel ontwikkelt als een niche binnen de maakindustrie. De laagsgewijze opbouw van producten zorgt ervoor dat nagenoeg alle denkbare vormen kunnen worden gemaakt: hét voordeel van 3D printen. De laagsgewijze opbouw heeft echter ook een groot nadeel, namelijk dat de kwaliteit van (vooral) polymere objecten ondermaats is: door langzame diffusie van de macromoleculen over de lagen heen, worden lasnaden gevormd, die een zwak punt vormen en dus leiden tot slechte mechanische eigenschappen van het geprinte product. Een tweede probleem is “nakristallisatie” van de huidige polymeren. Dit zorgt voor vervorming na het printen. Deze nadelen komen vooral tot uiting in Fused Deposition Modelling (FDM), een printtechniek waarbij een polymeer filament gesmolten wordt en laag voor laag wordt gepositioneerd.
De vraag vanuit de 3D printmarkt die in dit project centraal stond was om polymeren te ontwikkelen waarmee functionele onderdelen met voldoende mechanische eigenschappen geprint kunnen worden.
Om nieuwe, verbeterde materialen voor de markt te kunnen ontwikkelen, is het van groot belang de parameters die van belang zijn voor 3D printen te identificeren. Het huidige onderzoek heeft hier duidelijk inzicht in gegeven en de opgedane kennis stelt de deelnemende bedrijven in staat betere filamenten op de markt te zetten die ervoor zorgen dat de nadelige mechanische effecten van de lasnaden minder prominent zijn.
Behalve het oplossen van de oorspronkelijke vraagstelling is tijdens het onderzoek ook naar voren gekomen dat voor PLA een gradiënt in kristalliniteit en daarmee in eigenschappen geïntroduceerd kan worden afhankelijk van de printcondities. Dit biedt interessante mogelijkheden op het gebied van medische toepassingen.