生物聚合物用于3D打印大型船用护舷结构

2020年5月18日，南极熊获悉，由欧盟资助的SeaBioComp项目正在使用3D打印生产一种在船舶停泊和引导时用于保护船体结构的护舷，希望验证3D打印生物聚合物大规模工业化使用的可能性。

为了在护舷结构中替代热带木材和合成塑料，该团队探索了两种材料的使用，即可回收的含有玻璃纤维增强材料（rPETG-GF30）的PETG和热塑性淀粉聚合物（TSP）。

传统护舷的停泊结构，图片来源：De Klerk Waterbouw。

项目成员De Klerk Waterbouw是船用产品安装专家，他概述了该组件的设计要求。这包括一个400毫米的宽度，可以滑入辅助结构的底座，一个可以用材料填充的开放式空腔，以提高抗冲击性和能量吸收。

CEAD的CFAM 3D打印机，图片由CEAD公司提供。

荷兰复合材料生产公司Poly Products使用CEAD公司的大型3D打印机打印出了一个由TPS和PLA组合而成的护舷结构样品单元。该结构经过了朴茨茅斯大学的材料测试和De Klerk Waterbouw公司的机械测试，结果显示效果良好。下一步是进一步优化设计、材料和生产工艺，然后再制作出完整的挡泥板。

由TSP-PLA混合生物塑料制成的3D打印护舷结构原型，图片由SeaBioComp公司提供。

朴茨茅斯大学领导的材料测试和De Klerk Waterbouw公司的机械测试结果显示出非常有希望，进一步优化设计、材料和生产，可能会导致未来的全面生产。未来将安装一个全尺寸的3D打印护舷结构，以测试该结构在现场的性能。

正如我们在关于TSP的故事中所讨论的那样，这些材料在室温下很难加工，而且很脆。TSPs由淀粉本身（相对于从淀粉中提取的乳酸，如PLA）制成，通常与其他增塑剂混合。在这种情况下，TSP与聚乳酸混合，聚乳酸本身就有生态问题，但如果能够可持续地种植和收获，它比石化聚合物更有希望。

由于化工公司投资于化石燃料塑料（除了生物聚合物之外），部分是为了对冲全球向可再生能源转型（这也有其自身的生态问题）的赌注，因此有必要证明生物聚合物在大规模工业应用中的可行性。为此，新加坡科技与设计大学的研究人员3D打印了一种由甲壳素和纤维素制成的完全可生物降解的风力发电机叶片。

如果我们能够向世界展示像TSPs这样的生物聚合物可以用来替代传统的石油塑料，那么我们就有可能在依靠更多的可持续发展资源的同时，保持后工业社会的一些特征。然而，我们还有很长的路要走。SeaBioComp项目是展示生物塑料3D打印应用的一小步，但也是重要的一步。

编译自：3dprint