生物炭可作為 3D 列印材料的添加劑，提升材料的機械性能、環保特性和功能性。常見應用方式包括混合 塑膠（PLA、ABS、PETG）、樹脂、混凝土、甚至金屬基材，打造具備可持續性、高強度、導電性或吸附性能的 3D 列印材料。
1. 生物炭在 3D 列印中的關鍵優勢
(1) 增強機械性能
• 提高強度與剛性：適量的生物炭可增加複合材料的抗拉強度與耐衝擊性，特別適用於 PLA、ABS 和聚酰胺（PA）。
• 減少翹曲與收縮：在 ABS 和 PA 基材中，生物炭可改善列印過程中的熱穩定性，減少變形問題。
(2) 環保與永續性
• 碳封存：生物炭是一種碳負排放材料，能幫助減少 3D 列印材料的碳足跡，符合 ESG 與環保要求。
• 可回收性：某些生物炭/塑料複合材料可進行回收，提升永續性。
(3) 功能性提升
• 導電與防靜電特性：當生物炭添加量達到 5-10 wt%（重量百分比）時，可使塑料導電，適用於防靜電元件或電子設備外殼。
• 吸附 VOC/氣體：應用於空氣淨化 3D 列印部件（如活性碳過濾器框架、空氣淨化罩）。
• 輕量化：生物炭的低密度特性使其適合作為輕量高強度的填充材料，如汽車零件、建築結構部件。
2. 適合的 3D 列印技術與材料
(1) FDM（熔融沉積建模）
• 基材：PLA、ABS、PETG、PA（尼龍）、PP
應用：
1-高強度零件（機械支架、保護殼）
2-環保可降解材料（生物炭-PLA）
3-防靜電材料（生物炭-ABS、PA）
(2) SLA/DLP（光固化樹脂 3D 列印）
• 基材：光敏樹脂（UV Resin）
應用：
1-吸附氣體的精密濾網
2-高機械強度的耐磨零件
3-黑色或低反射率塗層應用
(3) SLS（選擇性雷射燒結）
• 基材：PA12、TPU、PEEK
應用：
1-高溫耐用零件（PEEK + 生物炭）
2-適用於醫療與航空的輕量結構
(4) 3D 列印混凝土
• 基材：水泥、石膏、建築混凝土
應用：
1-吸附空氣污染物的建築磚塊
2-降低 CO₂ 排放的永續建材
3-增強隔熱與吸音功能
3. 生物炭粒徑對 3D 列印的影響
建議：實驗階段可從 5 - 10 μm 的生物炭開始，逐步測試分散性與機械性能。
4. 生物炭 3D 列印的挑戰
1. 均勻分散問題
• 高填充比例可能導致噴嘴堵塞或顆粒沉降，需透過 超音波分散 或 球磨處理 改善。
2. 黏度與流變性調控
• SLA/DLP 光固化樹脂中，生物炭會影響樹脂的流變性與光穿透，可能需要調整樹脂配方或使用 奈米級生物炭。
3. 影響熔融溫度與層間附著力
• 生物炭可能提高 PLA/ABS 的熔融溫度，因此須測試不同濃度下的列印溫度調整。
5. 目前市場與潛在開發機會
現有產品
• 3D4Makers 生物炭 PLA（Netherlands）：一種含生物炭的 PLA 線材，標榜環保可降解。
• Greenfill3D（波蘭）：開發生物炭強化 PLA 3D 列印材料，用於可生物降解應用。
• Filamentive（英國）：專注於回收與環保型 3D 列印材料，研究生物炭作為填充物。
未來發展機會
1. 導電生物炭複合材料（用於感測器、防靜電應用）
2. 低碳建築 3D 列印材料（減少水泥使用，提高保溫性）
3. 可生物降解 3D 列印塑料（符合環保法規的新型生物基線材）
6. 總結
✅ 適合材料：PLA、ABS、PETG、PA12、UV 樹脂、水泥
✅ 應用範圍：高強度 3D 列印、環保可降解材料、導電防靜電零件
✅ 市場機會：環保 3D 列印材料、碳中和應用、智慧材料