3D打印技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其設(shè)計(jì)自由度和構(gòu)建復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的能力。作為典型的增材制造工藝,該技術(shù)(根據(jù)具體工藝)可實(shí)現(xiàn)近乎零廢料的材料利用,因此被視為具有可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)方式。當(dāng)與菌絲體等生物基材料結(jié)合時(shí),增材制造更展現(xiàn)出環(huán)境友好的生產(chǎn)可能性。
在菌絲體材料的應(yīng)用場景中,擠出式3D打印工藝占據(jù)主導(dǎo)地位。該工藝通過將菌絲體復(fù)合材料以糊狀形態(tài)逐層沉積實(shí)現(xiàn)成型。復(fù)合材料的配方差異可賦予最終建筑材料不同的性能特征。菌絲體基材料的可塑性極強(qiáng),支持多樣化顏色、紋理及圖案的定制化生產(chǎn)。但實(shí)現(xiàn)成功打印需嚴(yán)格遵循特定工藝流程。
整體制造流程涉及多參數(shù)協(xié)同控制,技術(shù)復(fù)雜度較高。首要步驟是培育菌絲體基材:通過向真菌網(wǎng)絡(luò)中添加木質(zhì)纖維類原料(如木屑、紙漿、廢紙板等廢棄物)促進(jìn)其生長。這種混合過程可生成具有特定性能的生物復(fù)合材料,行業(yè)術(shù)語包括真菌復(fù)合材料、菌絲體基材料等。隨后需精準(zhǔn)調(diào)控真菌的生長周期,確保材料具備3D打印所需的流變特性——即保持適度的流動(dòng)性、彈性和延展性。
工藝關(guān)鍵階段需維持無菌操作環(huán)境。由于菌絲體易受細(xì)菌污染,且打印過程中材料會(huì)與打印機(jī)組件廣泛接觸,污染風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。打印完成后需進(jìn)行二次定植處理,此時(shí)已成型的活體菌絲體將進(jìn)一步增殖,促使復(fù)合材料完成固化過程。
當(dāng)制品達(dá)到預(yù)設(shè)尺寸和形態(tài)后,需通過干燥工序終止菌絲體活性。加熱處理可有效停止真菌生長,避免材料在后續(xù)使用中發(fā)生性能變化或向其他基材擴(kuò)散。這一步驟對保證最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
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