Trä i 3D

– Detta är ett genombrott inom tillverkningsteknologin. Det tar oss bortom vad naturen tidigare tillåtit, för att skapa nya, hållbara gröna produkter. Det innebär att de produkter som idag produceras av skogsmaterial istället kan bli 3D-printade på mycket kortare tid. Metall och plast som idag används inom 3D-printing kan ersättas med ett förnybart, hållbart alternativ, säger professor Paul Gatenholm, som leder forskningen på Chalmers, genom Wallenberg Wood Science Centre.

Träets DNA

Forskare från Chalmers har tidigare tagit fram ett bläck baserat på nanocellulosa från trämassa som kan användas i 3D-printing. Nu har forskarna lyckats tolka och digitalisera träets genetiska kod, så att de kan instruera en 3D-printer.

Processer som omvandlar trä till papper, kartong och textiler förstör den underliggande ultrastrukturen, träcellens arkitektur. Den nya teknologin fungerar som om ett träd växte men tillväxten sker i en 3D-printer och i den form man vill skapa.

Naturlig stabilitet

För att få ytterligare stabilitet och hållbarhet har forskarna tillfört hemicellulosa till bläcket.  Hemicellulosan är en naturlig del av växtens cell och fungerar som ett klister i det nya materialet. Teknologin öppnar helt nya fält av möjligheter.

Idag är behandling av trä tidskrävande och innebär bland annat sågning och hyvling. Den nya teknologin innebär att nya träliknande produkter kan designas och odlas nedifrån och upp, på mycket kortare tid än vad som är möjligt med naturligt trä.

Mer hållbara förpackningar

Paul Gatenholms forskargrupp har redan utvecklat en prototyp för ett innovativt förpackningskoncept. Forskarna printade strukturer som ser ut som bikakor, med deras karaktäristiska håligheter. Cellulosa har utmärkta syrebarriäregenskaper, vilket innebär att metoden är lovande för att skapa lufttäta emballage för exempelvis livsmedel och medicin. Produkter som orsakar mindre skadliga utsläpp när de tillverkas.

Rymden nästa

Forskarna på Chalmers har också tagit fram prototyper för hälsovårdsprodukter och kläder. Ett annat område stor potential för teknologin är i rymden.

– Växter ger otroligt återvinningsbara material. Detta innebär att råmaterial kan produceras på plats under längre rymdresor, på månen eller på Mars. Om du odlar mat i rymden, kommer du förmodligen även att ha tillgång till både cellulosa och hemicellulosa, säger Paul Gatenholm.

Forskarna har framgångsrikt presenterat teknologin för den europeiska rymdorganisationen ESA och samarbetar även med universitetet Florida Tech och NASA i andra projekt, bland annat materialtest i mikrogravitation.

Källa: Chalmers