Skillbox


. Инженеры нашли «сладкий» способ разработки более сложных трехмерных печатных структур, недоступных для большинства коммерческих принтеров. Команда, которая из Университета штата Иллинойс, построила трехмерный принтер, который изготавливает структуры на основе сахара, которые могут быть использованы для приложений в области биомедицинской инженерии, исследований рака и производства устройств.

Вдохновленный исследователями, которые работали с сахаром, главным образом, для печати структур свободной формы, доктор философии. аспирант Мэтью Гелбер сказал, что он стремился улучшить методы печати с использованием этого материала. Он хотел узнать, что было возможно. «Было ясно, что печать сахара может быть очень мощной, но было бы гораздо больше инженерных наук, которые нужно было бы сделать до того, как ее потенциал будет реализован», — сказал он News Design .

 примеры 3D-печати с сахаром "height =" 800 "width =" 1200 "style =" width: 600px; height: 400px "class =" media-element file -default "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/07113Dsugar.jpg "/> </td>
</tr>
<tr>
<td> <em> Печать в свободной форме с использованием типа сахара, называемого изомальт, позволила исследователям из Университета штата Иллинойс создать сложные структуры, такие как эта модель сердца, которые не могли быть сделаны с традиционными трехслойная трехслойная печать. Структуры могут использоваться в качестве лесов для тканевой инженерии или изготовления устройств. (Источник изображения: Тревис Росс, Институт передовых наук и технологий Бекмана) </em> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
<div class='code-block code-block-2 ai-viewport-1 ai-viewport-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<div  class=

. В своей работе исследователи использовали другой тип сахара, чем мы обычно думаем, когда, например, выпекаем торт. Вместо сахара в зернистой или порошкообразной форме, Гелбер и коллабораторы работали с изомальтом — типом сахарного спирта, используемого для приготовления горловых лепешек, что позволило им достичь произвольно сложных сетчатых сетей, которые они напечатали в своих исследованиях.

«Изомальт лучше по нескольким причинам, самым большим из них является то, что он не горит», — объяснил Гелбер. Изомальт также менее подвержен кристаллизации, что делает его более удобным для 3D-печати. ​​

Подход свободной формы

Команда работала со свободной печатью, что означает, что по мере продвижения сопла через пространство расплавленный материал затвердевает. Результат — прочная структура.

Исследователи создали пользовательский принтер с использованием высококачественных компонентов, которые могли бы достичь комбинации механики, необходимой для достижения типов структур, которые они хотели напечатать. Они включали правильную температуру, давление, чтобы выдавить ее из сопла, диаметр сопла и скорость, чтобы перемещать его, чтобы он печатался плавно, но затем затвердевает в стабильную структуру, сказал Гелбер.

«Большинство деталей на принтере предназначены для использования с оптикой или в производстве полупроводников и, как таковые, намного точнее, чем в большинстве 3D-принтеров», — сказал он.

Команда смоделировала процесс печати, чтобы помочь настроить параметры для реализации целей печати, отметил Гелбер. «Мы смоделировали различные силы, которые действуют на модель во время печати, и использовали ее для разработки плана печати», — пояснил он. «Поскольку этот принтер не собирает вещи поэтапно, есть много способов для печати. Мы разработали алгоритм, который минимизирует вероятность неудачи печати, разумно выбирая, что печатать раньше и что печатать позже. »

Исследователи опубликовали ряд основанных на изомальтах лесов. Они считают, что у них будет значительное применение в биомедицинских исследователях для переноса клеток или имитации кровеносных сосудов для транспортировки питательных веществ в ткани или для создания каналов в микрожидкостных устройствах.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

  • Это 3D-печатная еда в кухне будущего?

  • 3D-печать с сахаром?

  • 3D-печатные керамические кости растут быстрее с куркумами

Фактически, команда уже использует леса в различных микрожидкостных устройствах и клеточных культурах. Он также работает над созданием покрытия для лесов, чтобы контролировать, как быстро они растворяются. Исследователи планируют продолжить эту работу, чтобы объединить эти структуры с ячейками, играя с силой печати с материалом, подобным изомальту, сказал Гелбер Design News .

«Точка сахарной печати заключается в том, что вы можете поместить сахарную конструкцию в гель, насыщенный клетками, вылечить гель, а затем растворить сахар», — сказал он. «Это оставляет сеть взаимосвязанных каналов в той же форме, что и исходная конструкция сахара. Эти каналы очень похожи на кровеносные сосуды или секреторные протоки груди или предстательной железы ».

Учитывая, как ведут себя эти структуры, есть несколько интересных вещей, которые вы можете сделать, высевая каналы с помощью ячеек », — добавил Гелбер, например,« создайте модельные системы, которые помогут вам понять, например, метастазы рака ». Команда опубликовал статью об их работе в журнале Additive Manufacturing . Видео на YouTube также показывает, что принтер работает.

Элизабет Монталбано — независимый писатель, который писал о технологии и культуре уже 20 лет. Она жила и работала профессиональным журналистом в Фениксе, Сан-Франциско и Нью-Йорке. В свободное время она любит заниматься серфингом, путешествиями, музыкой, йогой и кулинарией. В настоящее время она проживает в деревне на юго-западном побережье Португалии.

 Тихоокеанский дизайн и производство "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/D%26M%20Pacific%20logo_0_1.png "стиль = "border: 0px; width: 200px; height: 87px; float: left; margin: 5px" /> СОХРАНИТЬ ДАТА ДЛЯ ТИХООКЕАНСКОГО КОНСТРУКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА 2019! <br /> Pacific Design & Manufacturing, конференция в Северной Америке, которая связывает вас с тысячи профессионалов по передовому спектру дизайна и производства будут возвращены в конференц-центр Анахайма 5-7 февраля 2019 года. Не упустите свой шанс связаться и поделиться своим опытом с отраслевыми коллегами во время этого мероприятия can't-miss. Нажмите здесь, чтобы предварительно зарегистрироваться на мероприятие сегодня! </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</pre>

<span class=
Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link