Bien que les composants du bois – cellulose et lignine – soient extrêmement bon marché et abondants, les combiner dans une structure semblable au bois n’est pas simple, malgré de nombreuses tentatives pour que ces composants s’auto-assemblent d’une manière ou d’une autre. Une tentative récente de [MD Shajedul Hoque Thakur] et ses collègues, tel que publié dans Avancées scientifiques C'est peut-être maintenant le plus proche de l'impression 3D du bois littéral en utilisant de l'encre de cellulose et de lignine, en utilisant l'écriture directe à l'encre (DIW) comme méthode de fabrication additive.
Cette encre à base d'eau a été créée en mélangeant du TOCN (nanofibre de cellulose oxydée tempo), une CNC aqueuse à 10,6 % en poids (nanocristaux de cellulose) et de la lignine dans un rapport de 15 : 142 : 10, lui donnant à peu près la viscosité de l'argile. Le but d’avoir à la fois des TOCN et des CNC est de reproduire les éléments cellulosiques cristallins et amorphes de la cellulose à base de bois.
Cette encre a été imprimée à partir d'une tête de seringue (SDS-60) installée dans une imprimante 3D Hyrel 3D Engine HR. Cette imprimante ressemble beaucoup à votre imprimante FDM moyenne, ciblant uniquement la bio-impression et une large gamme de têtes pour imprimer et gérer divers accessoires en laboratoire. L'encre était extrudée sous des formes spécifiques qui étaient soit lyophilisées pour éliminer le composant liquide, soit également chauffées (à 180°C), avec un troisième ensemble d'échantillons placés dans une presse chaude. Ces étapes supplémentaires semblent favoriser la liaison de la lignine et créer un résultat plus durable.
Les échantillons produits ont été comparés au bois dur naturel (bois de balsa) dont sont dérivés ses ingrédients. Un peu comme avec l'impression FDM, le chauffage et la pression semblent favoriser le recuit entre les différentes couches, qui elles-mêmes ressemblent quelque peu aux modèles de croissance trouvés dans le bois naturel. En effet, plus les échantillons ont été pressés dans plusieurs directions, meilleures sont leurs propriétés, mais les fibres longues qui se produisent naturellement au cours du processus de croissance sont absentes du bois imprimé.
Bien que prometteuses, les chercheurs notent que les étapes de lyophilisation et de pressage à chaud sont énergivores, sans parler de la lourdeur. Ces résultats ouvrent la perspective de développements ultérieurs de cette formulation d’encre de base et de méthodes de post-traitement qui pourraient la rendre plus accessible et plus efficace. Peut-être qu’un jour l’impression sur bois DIW deviendra autant une écurie de salles de loisirs et d’installations de fabrication que l’impression FDM, SLS et SLA aujourd’hui.
