Forscher haben hybride PDMS-Elastomere entwickelt, die leistungsstarke 3D-gedruckte Teile produzieren

Vor kurzem Forscher der Pennsylvania State University wurde zum Formen oder Gießen PDMS erfolgreich zu drucken PDMS Elastomermischung 3D komplexe Geometrien, verschiedenen gemeinsamen Silizium-basierten organischen Polymer. 3D-Druck PDMS hat eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, kann es verwendet werden, verwendet .

In einem allgemeinen Sinn, 3D-Drucken, die sich von dem maximalen Vorteil der Gußstücke komplexen Formen kann des Objekts erreicht, wie beispielsweise der geometrischen Form werden gebildet hat eine komplexe innere und äußere Form auf, die das flüssige Material nicht in eine Form gegossen werden kann, Kopieren.

Durch einige Anpassungen am additiven Fertigungsprozess können 3D-gedruckte Teile aus einem gegebenen Material jedoch robuster sein als herkömmlich hergestellte Teile aus demselben Material. Ein Forscherteam der Pennsylvania State University versucht zu optimieren Ein ähnlicher Erfolg wurde gerade mit 3D-gedruckten PDMS (Polydimethylsiloxan oder Silikon) erreicht, indem zwei PDMS-Elastomere kombiniert wurden, um die mechanischen Eigenschaften und eine bessere Bioadhäsion zu verbessern.

PDMS ist immer noch das üblichste Produkt, das verwendet wird, um chipähnliche Laborgeräte und 3D-Zellkulturplattformen usw. herzustellen. Küchengeräte wie hitzebeständige Silikongummi-Rakel usw. Während jedoch einfach geformte Gegenstände wie Spatel mit Formausrüstung hergestellt werden können, manchmal Kleine Objekte wie Lab-on-a-Chip-Geräte erfordern subtilere Fertigungsmethoden.

Es gibt andere Mängel beim Gießen oder Gießen von PDMS, und nach Ibrahim T. Ozbolat, Associate Professor für Ingenieurwissenschaften und Mechanik und Bioingenieurwesen an der Penn State University, führt das Gießen oder Mikrobearbeitung zu schwächeren mechanischen Eigenschaften und schwächeren Zelladhäsion. Dies bedeutet, dass Forscher oft extrazelluläre Proteine ​​wie Fibronektin verwenden, um Zellen zu befestigen.

Das heißt aber nicht, dass sich Ingenieure für den Umgang mit ihrem PDMS dem 3D-Druck zuwenden sollten, da das Material nicht immer die richtigen Extrusionseigenschaften wie das im 3D-Druck nicht klebrige PDMS-Elastomer Sylgard 184 aufweist: Es ähnelt Wasser Das gleiche aus der Düse, um eine Pfütze zu bilden, also wie macht man 3D-Druck?

Durch die Mischung von Sylgard 184 mit einem anderen PDMS Elastomer SE 1700 konnten Penn State Forscher die Mischung 3D-gedruckt machen, indem sie die scherverdünnenden Eigenschaften des Materials nutzten, um die Viskosität bei Scherbeanspruchungen zu reduzieren, sagte Ozbolat "Wir haben die Bedruckbarkeit optimiert, um die Extrusion und die Genauigkeit des ursprünglichen Druckmusters zu kontrollieren."

Materialien, die eine Scherverdünnung zeigen, sind sehr gut für den 3D-Druck geeignet, da ihre Viskositätsschwankungen direkt in das 3D-Druckgerät passen: Das Material ist ausreichend viskos, dass es in der Düse sitzen kann, ohne wie Wasser zu tropfen Sie kann sauber aus der Düse herausgedrückt werden, wenn Druck ausgeübt wird, und auf der Außenseite wird sie viskoser und verwandelt sie in eine komplexe Form ohne Zusammenbruch. Die meisten Materialien verhalten sich in der entgegengesetzten Richtung und unter dem Einfluss von Scherdruck Zäher werden.

Pennsylvania State University Studie von mehr als nur die PDMS gedruckt werden kann. Die Forscher hoffen auch bioadhäsive Materialien Testdruck, um zu sehen, ob es für Zellkulturen und andere biologische Anwendungen verwendet werden kann. Im Allgemeinen ist die Situation nicht so ist, weil die Form die PDMS eine glatte Oberfläche hat und auch eine hydrophobe, ist es schwer Zellmaterial ist unwahrscheinlich, aber unter Verwendung von 3D-Druck PDMS Struktur machen, können die Forscher nicht einen glatten Riss, sehr geeignet für Zellen verwendet erstellen.

Bioadhäsive Test beinhaltet die Verwendung von 3D-Druck 3D-Modelle verschiedener menschlicher Körperteile, einschließlich der Nase, einschließlich der Vereinigten Staaten von den National Institutes of Health erhalten. Nose in Abwesenheit von 3D durchgeführt Druckträgerstruktur der Fall ist, und umfasst einen Hohlraum.

Forscher MRT-Scanner ihre 3D-Druck Nase zu überprüfen, fanden wir die genaue Struktur, fast keine Fehlstellung. Dies ist aufgrund der Verwendung von Mikrongröße Nadeln in einem 3D-Drucker, der alle Luftblasen in dem Klebematerial zu entfernen, verwendet wird. Spannende PDMS Nase 3D-Druck ist, kann auch nützliche mechanische Eigenschaften aufweist, wobei die Ozbolat :. ‚, wenn wir die mechanischen Eigenschaften Formen oder Gießen von PDMS PDMS und 3D-Druck zu vergleichen, haben wir festgestellt, daß die Zugfestigkeit des Materials besser zu druckenden‘

Fazit Für glaubte Benutzer zu erraten. Stärker als die PDMS können die PDMS Form drucken, können in biologischen Anwendungen verwendet werden, die Funktionalität des Gerätes aus einem leitfähigen Material hergestellt ist und eine Multi-Material-Struktur. Darüber hinaus können andere Forscher an dem Projekt beteiligt Einschließlich Veli Ozbolat, Madhuri Dey, Bugra Ayan, Adomas Povilianskas und Melik C. Demirel.

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