Name: 再生可能なアクリレートと Stereolithographic 3 D プリント (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: 学ぶ、再生可能なアクリレートを用いたステレオリソグラフィー3Dプリント法。レーザー光硬化とレジン調製、後処理の技術を習得し、持続可能な製品製造のための付加製造プロセスを理解できます。

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この調査は、プロジェクト 140413 の一部として GreenPAC 高分子アプリケーション センターによってサポートされた:「生産 3 D 印刷」。アルバート ・ ハートマン、コリーヌ ・ ヴァン ・ Noordenne を認識したいと思います、Ren ビデオ撮影を促進するためのアルバート Woortman、ジュル van Dijken フェムケ Tamminga Anniek ブルーインズ リューエンのバンします。

注意: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。
1. 光重合型樹脂の準備
注: は、次の手順の中に個人用保護具 (保護メガネ、手袋、白衣) を使用してください。このセクションの詳細については、私たち以前の作業12を参照してください。
<ol><li>1, 10-デカンジ オール レート (SA5201) の 50 g を 500 mL の三角フラスコに注ぐ。</li>
	<li>1.0 g を追加 diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) ホスフィンオキシド (TPO) と 0.40 g の 2, 5 -ビス(5 -tert-ブチル-benzoxazol-2-イル) チオフェン (BBOT) フラスコに。</li>
	<li>機械的撹拌機とフラスコを装備し、室温で 5 分間 200 rpm でアクリル酸モノマーの TPO と BBOT を解消するために混合物をかき混ぜます。</li>
	<li>ペンタエリトリトール テトラアクリ レートと多機能エポキシアクリ レート 100 g 100 g を追加 (材料の表を参照してください) の混合物に。</li>
	<li>均質な樹脂を確実に 50 ° C で 30 分間 200 rpm で混合物をかき混ぜます。</li>
	<li>機械的撹拌機を外し、ストッパーをフラスコに合います。フラスコはバイオベースマテリアル アクリル系光硬化性樹脂 (は) を光から保護するためにアルミ箔に包まれて。 注: プロトコルはここで一時停止することができます。</li>
	<li>Photoresin と平行平板形状レオメータの底板をカバーしてください。</li>
	<li>1 mm の平板間のギャップを設定、耐紫外線フード付きレオメータをカバーします。</li>
	<li>室温でせん断率 0.1 から 100 s-1; 樹脂の粘度を測定します。例えば0.100、0.126、0.158、0.200、0.251、0.316、0.398、0.501、0.631、0.794、1.00、1.26、1.58、2.00、2.51、3.16、3.98、5.01、6.31、7.94、10.0、12.6、15.8、20.0、25.1、31.6、39.8、50.1、63.1、79.4 と 100 s-1。</li>
</ol>2 バイオベースマテリアル アクリレートと Stereolithographic 3 D プリント
注: このセクションの詳細については、私たち以前の作業12を参照してください。
<ol><li>SLA の 3 D プリンターをオンにし、オープン モードを選択します。</li>
	<li>コンピューターのモデルの準備ソフトウェアを起動します。目的の印刷設定を選択: 材料 (クリア)、バージョン (V4) と層の厚み (50 μ m)。</li>
	<li>複雑形状の試作品、標準テッセレーション (.stl) の言語ファイルのデジタル モデルを開く (符号化する補足のファイルを参照してください)、場所とビルド プラットフォームで方向を選択。 SLA の 3 D プリンターにモデル作成ソフトから印刷ジョブをアップロードします。 注: 製品のアーキテクチャによってサポート構造は製作中に構造を安定させるために 3 D モデルに統合できます。ここに示す複雑形状の試作の場合印刷ビルドの方向に垂直な場合、支持構造体は必要ありません。</li>
	<li>バイオベースマテリアル photoresin 200 mL を樹脂タンクに注ぐ。3 D プリンターを開き、樹脂タンクは正常にマウントします。</li>
	<li>ビルド プラットフォームをマウントし、3 D プリンターを閉じます。</li>
	<li>印刷ジョブを開始します。</li>
	<li>複雑な形をしたプロトタイプを製造する 3 D プリンターを許可します。 印刷ジョブが終了するまでプリンターを開かないでください。 注: 印刷前に 3 D プリンターが水平を確認してください。示されたプロトコルの UV レーザー波長は 405 nm。オブジェクトの印刷時間は 2.5 時間です。</li>
</ol>3. 3 D の後処理印刷オブジェクト
注: は、次の手順の中に個人用保護具 (保護メガネ、手袋) を使用してください。
<ol><li>印刷ジョブが終了したときは、プリンターを開きます。添付、生産部品を使用してビルド プラットフォームを削除し、プリンターを閉じます。</li>
	<li>イソプロピル アルコールでいっぱい洗濯駅を開き、ビルド プラットフォームを挿入します。プロシージャと未反応樹脂材料に加工を削除する 20 分間洗浄を開始します。</li>
	<li>洗浄の手順が終了したら、洗濯駅からビルド プラットフォームを削除し、ビルド プラットフォームからプロトタイプをデタッチします。</li>
	<li>30 分の乾燥空気にプロトタイプを許可します。一方で、60 ° C での UV をオーブンします。 注: 予熱、少なくとも 15 分になります。オーブンの UV 波長は 405 nm、SLA レーザーの波長と同じ。</li>
	<li>UV オーブンを開き、すばやく回転台のプロトタイプを配置します。UV オーブンと完全な変換を確保するための 60 の ° C で 60 分の治療法を閉じます。</li>
	<li>硬化後の手順が終わったら、UV オーブンを開けるし、プロトタイプを取る。</li>
</ol>4 複雑な形状の試作品の表面形態の特性
注: このセクションの詳細については、私たち以前の作業12を参照してください。
<ol><li>Ca. かみそりの刃を使用して複雑な形をしたプロトタイプから内部のらせんの 1 cm をカットします。</li>
	<li>サンプルをダブル両面カーボン導電性テープのサンプル ホルダーに取り付けます。</li>
	<li>イメージング、前に 30 サンプル コート スパッタ リング システムに nm Pt ・ Pd (試しました)。</li>
	<li>5 の加速電圧で動作する走査型電子顕微鏡に試料を挿入 kV。30 X のサンプルのいくつかの画像と 120 倍の倍率を取得します。</li>
</ol>

<ol><li>Van Wijk, A., van Wijk, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVan+Wijk%2C+A+%223D+Printing+with+Biomaterials%3A+Towards+a+Sustainable+and+Circular+Economy%22">3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy</a>. , IOS Press. Amsterdam. (2015).</li>
<li>Gross, B. C., Erkal, J. L., Lockwood, S. Y., Chen, C., Spence, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+3D+Printing+and+Its+Potential+Impact+on+Biotechnology+and+the+Chemical+Sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Evaluation of 3D Printing and Its Potential Impact on Biotechnology and the Chemical Sciences.</a> Analytical Chemistry. 86, 3240-3253 (2014).</li>
<li>Chia, H. N., Wu, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+3D+printing+of+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Engineering%22%5BJournal%5D)">Recent advances in 3D printing of biomaterials.</a> Journal of Biological Engineering. 9, 4(2015).</li>
<li>Mechels, F. P. W., Feijen, J., Grijpma, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+stereolithography+and+its+applications+in+biomedical+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A review on stereolithography and its applications in biomedical engineering.</a> Biomaterials. 31, 6121-6130 (2010).</li>
<li>Skoog, S. A., Goering, P. L., Narayan, R. J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24306145">Stereolithography in tissue engineering.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 25, 845-856 (2014).</li>
<li>Bhatia, S. K., Ramadurai, K. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBhatia%2C+SK+%223D+Printing+and+Bio-Based+Materials+in+Global+Health%22">3D Printing and Bio-Based Materials in Global Health</a>. , Springer. Cham. (2017).</li>
<li>Oskui, S. M., Diamante, G., Liao, C., Shi, W., Gan, J., Schlenk, D., Grover, W. H. <a target="_blank" href="https://cdn-pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.5b00249">Assessing and Reducing the Toxicity of 3D-Printed Parts.</a> Environmental Science & Technology Letters. 3, 1-6 (2016).</li>
<li>Gong, H., Beauchamp, M., Perry, S., Woolley, A. T., Nordin, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+approach+to+resin+formulation+for+3D+printed+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Optical approach to resin formulation for 3D printed microfluidics.</a> RSC Advances. 5, 106621-106632 (2015).</li>
<li>Zarek, M., Layani, M., Cooperstein, I., Sachyani, E., Cohn, D., Magdassi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+shape+memory+polymers+for+flexible+electronic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">3D printing of shape memory polymers for flexible electronic devices.</a> Advanced Materials. 28, 4449-4454 (2016).</li>
<li>Ligon-Auer, S. C., Schwentenwein, M., Gorsche, C., Stampfl, J., Liska, R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/py/c5py01631b">Toughening of photo-curable polymer networks: A review.</a> Polymer Chemistry. 7, 257-286 (2016).</li>
<li>Miao, S., Zhu, W., Castro, N. J., Nowicki, M., Zhou, X., Cui, H., Fisher, J. P., Zhang, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((4D+printing+smart+biomedical+scaffolds+with+novel+soybean+oil+epoxidized+acrylate%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">4D printing smart biomedical scaffolds with novel soybean oil epoxidized acrylate.</a> Scientific Reports. 6, 27226(2016).</li>
<li>Voet, V. S. D., Strating, T., Schnelting, G. H. M., Dijkstra, P., Tietema, M., Xu, J., Woortman, A. J. J., Loos, K., Jager, J., Folkersma, R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.7b01648">Biobased acrylate photocurable resin formulation for stereolithographic 3D printing.</a> ACS Omega. 3, 1403-1408 (2018).</li>
<li>Ligon-Auer, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., Mülhaupt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+3D+Printing+and+Customized+Additive+Manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polymers for 3D Printing and Customized Additive Manufacturing.</a> Chemical Reviews. 117, 10212-10290 (2017).</li>
<li>Weng, Z., Zhou, Y., Lin, W., Senthil, T., Wu, L. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X16301725">Structure-property relationship of nano enhanced stereolithography resin for desktop SLA 3D printer.</a> Composites: Part A. 88, 234-242 (2016).</li>
<li>Scalera, F., Esposito Corcione, C., Montagna, F., Sannino, A., Maffezzoli, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884214010165">Development and characterization of UV curable epoxy/hydroxyapatite suspensions for stereolithography applied to bone tissue engineering.</a> Ceramics International. 40, 15455-15462 (2014).</li>
<li>Lee, H., Fang, N. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+3D+Printing+using+a+digital+projector+and+its+application+in+the+study+of+soft+materials+mechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Micro 3D Printing using a digital projector and its application in the study of soft materials mechanics.</a> Journal of Visualized Experiments. (69), e4457(2012).</li>
<li>Huemer, K., Squirrell, J. M., Swader, R., Pelkey, K., LeBert, D. C., Huttenlocher, A., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+live+imaging+device+for+improved+experimental+manipulation+of+zebrafish+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Long-term live imaging device for improved experimental manipulation of zebrafish larvae.</a> Journal of Visualized Experiments. (128), e56340(2017).</li>
<li>Decker, C. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pi.821">Light-induced crosslinking polymerization.</a> Polymer International. 51, 1141-1150 (2002).</li>
<li>Elliot, J. E., Bowman, C. N. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1081/PRE-120002902">Predicting network formation of free radical polymerization of multifunctional monomers.</a> Polymer Reaction Engineering. 10, 1-19 (2002).</li>
<li>Ellakwa, A., Cho, N., Lee, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+resin+matrix+composition+on+the+polymerization+shrinkage+and+rheological+properties+of+experimental+dental+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Dental+Materials%22%5BJournal%5D)">The effect of resin matrix composition on the polymerization shrinkage and rheological properties of experimental dental composites.</a> Dental Materials. 23, 1229-1235 (2007).</li>
<li>Charton, C., Falk, V., Marchal, P., Pla, F., Colon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Tg%2C+viscosity+and+chemical+structure+of+monomers+on+shrinkage+stress+in+light-cured+dimethacrylate-based+dental+resins%5BTitle%5D)+AND+%22Dental+Materials%22%5BJournal%5D)">Influence of Tg, viscosity and chemical structure of monomers on shrinkage stress in light-cured dimethacrylate-based dental resins.</a> Dental Materials. 23, 1447-1459 (2007).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

オーダーメイド プロトタイプおよび小さいシリーズは、金型とツールの生産のための必要性がないので部品 1 個あたりの高い生産コストが従来プロセスと競うことができる添加剤の製造を適用します。過去 10 年間のサービスおよび添加剤の製造に関連する製品の売り上げ高は13指数関数的に成長しています。材料販売の最大の分数は、フォトポリマーからです。成長は注目を集め、主要産業、航空宇宙、自動車、医療などの投資を開始しました。したがって、3 D 印刷の分野は、今後数年間でさらに拡大する予定です。
我々 は正確かつオンデマンド作製 stereolithographic 3 D プリンターで樹脂を再生可能な感光性樹脂と持続可能な製品のための効率的な方法を実証しました。低コスト バイオベースマテリアル アクリレートを主成分として使用はこれらの樹脂を商業的対応に関してで潜在的コスト競争力になります。また、bioresin 製剤プロセスを印刷、商業樹脂の適用としてそれにより同じ手順と設定を使用して標準化された SLA 3 D で適用されました...

ラピッドプロトタイピングは、オンデマンド生産とデザイン自由でき 3 D の効率的な製造を層によって方法1で構築します。その結果、加工技術として 3 D プリントは、近年2で急速に開発しました。様々 な技術が利用できるすべては, 実物体に仮想モデルの翻訳に頼ると押し出し、直接エネルギー蒸着、粉末凝固、シート積層光重合などのプロセスを適用します。後者は、液状感光性樹脂樹脂の段階的な UV 硬化を含まれます。1986 年に、船体と同僚光造形装置 (SLA) UV レーザー ベースの 3 D プリンターの開発。最近では、デジタル ライト処理 (DLP) と呼ばれる同様のプロセスは、光重合、光プロジェクターによって開始で、利用可能になりました。一緒に、DLP と SLA は光造形 3 D 印刷3とに呼ばれます。
SLA は、高解像度のプロトタイピングおよびバイオメディカル デバイス4、5の製造に適用されます。この技術は (FDM) のモデリング精度、表面仕上、解像度6面で広く使用されている熱溶解積層に優れています。製品のアーキテクチャによってサポート構造は製作中に構造を安定させるために 3 D モデルに統合されています。さらに、製造された部品の印刷後処理トリートメントは必要な7,8です。通常、印刷オブジェクトは未反応の樹脂を溶解するためアルコールお風呂で洗っているし、重合9の完全な転換を保証する UV オーブンでその後硬化が実行されます。
一般に、樹脂添加剤の製造の露光ベースは多機能アクリレートやエポキシド10を含む硬化システムに依存します。商業市場における現在の感光性樹脂樹脂が化石に基づく、高価なバイオベースマテリアル経済1持続可能な 3 D 製品の無駄の無い、ローカル製造を容易にするために低コストの再生可能な樹脂の可用性が必要ですが,6。 最近では、再生可能なアクリル酸エステル樹脂感光性樹脂を開発され、光造形 3 d 印刷11,12で正常に適用されました。この詳細なプロトコル、商業光造形装置バイオベースマテリアル樹脂ラピッドプロトタイピングを紹介します。特別な注意は、樹脂製剤およびポスト印刷トリートメント、添加剤の製造の分野で新しい実務を支援するなどの手順で重要なステップに支払われます。

<table><tbody><tr><td>アクリル酸イソボルニル&nbsp;</td><td>サート</td><td>マーSA5102</td>アクリル<td>酸モノ</td></tr><tr><td>マー1,10-デカンジオールジアクリレート</td><td>サート</td><td>マーSA5201</td>アクリル<td>酸モノマー</td></tr><tr><td>ペンタエリスリトールテトラアクリル酸</td><td>サート</td><td>マーSA5400</td><td>アクリル酸モノマー</td></tr>多機能<tr><td>エポキシアクリル酸</td><td>サート</td><td>マーSA7101</td>アクリル<td>酸オリゴマー</td></tr><tr><td>ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(TPO)、97%</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>415952</td><td>光開始剤</td></tr><tr><td>2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン(BBOT)、99%</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>223999</td><td>光吸収体</td></tr><tr><td>イソプロピルアルコール(IPA)、99%</td><td>ブレコ</td><td>1010500</td><td>アルコール浴用(フォームウォッシュに適用)</td></tr><tr><td>Paar Physica MCR300&nbsp;</td><td>アントンパール</td><td>社-</td><td>平行プレート形状のレオメータ</td></tr><tr><td>Form 2 プリンタ</td><td>Formlabs-Desktop</td><td></td> <td>SLA 3Dプリンタ</td></tr><tr><td>Form Wash&nbsp;</td><td>Formlabs</td><td>-</td><td>洗浄ステーション</td></tr><tr><td>Form Cure</td>, <td>Formlabs-UVオーブン</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Instron 4301 1KN Series IX</td><td>Instron-Universal</td><td></td> <td>testing machine</td></tr><tr><td>Philips XL30 ESEM-FEG&nbsp;</td><td>フィリップス</td><td>-</td><td>走査型電子顕微鏡</td></tr></tbody></table>

再生可能なアクリレートと stereolithographic 3 d プリント

Stereolithographic 3D Printing with Renewable Acrylates

コスト競争力の再生可能な材料と添加剤の製造への応用のアクセシビリティは、効率的なバイオベースマテリアル経済に不可欠です。Stereolithographic の 3 D プリンターを使用して持続可能な樹脂のラピッドプロトタイピングを紹介します。樹脂製剤はバイオベースマテリアル アクリレート系モノマー ・ オリゴマーの簡単な混合 photoinitiatior と光の吸収によって起こる。樹脂の粘度はモノマーとオリゴマーの比率によって制御され、平行平板形状レオメータによる剪断速度の関数として決定されます。バイオベースマテリアル樹脂で起訴 stereolithographic 装置を採用して、高精度で複雑な形状の試作品を生産します。製品は、アルコール洗浄と紫外線照射による、完全硬化を確認など後処理が必要です。走査型電子顕微鏡は、高機能の解像度と優れた表面仕上げのプロトタイプを明らかにしました。

4 代表的な樹脂組成物は、表 1、その平均バイオベースマテリアル炭素含有量と共に (BC) コンポーネントの個々 の BC から派生したに表示されます。樹脂の粘度 (図 1) アクリル酸モノマー、オリゴマーの比率に影響されます、通常ニュー トン粘性挙動を示します。様々 な樹脂から製造された部品の機械的性質は、応力-ひずみ解析によって決定されました。図 2は、E 弾性率と引張強度の面で万能試験機の代表的な結果を表示します。製品性能に関する印刷後処理トリートメントの効果は、図 3に描かれています。複雑な形状にプロトタイプの滑らかな表面と高機能の解像度は、電子顕微鏡 (図 4) によって明らかに。表面割れの程度は、初期の樹脂の粘度に関連です。
<table border="1" fo:keep-tog...

光造形装置で再生可能な感光性樹脂樹脂添加剤の製造のためのプロトコルが表示されます。

再生可能なアクリレートと Stereolithographic 3 D プリント

The accessibility of cost-competitive renewable materials and their application in additive manufacturing is essential for an efficient biobased economy. ...

この方法は、樹脂配合や印刷後の処理など、積層造形の分野における主要な主題を理解するのに役立ちます。この技術の主な利点は、持続可能な製品の正確でオンデマンドな製造を可能にすることです。この方法は、レーザーベースの光造形に関する洞察を提供しますが、デジタルライト処理などの他の3D印刷技術にも適用できます。まず、500ミリリットルの三角フラスコに50グラムの1、10-デカンジオールジアクリレートを注ぎます。フラスコに1.0グラムのTPOと0.40グラムのBBOTを追加します。三角フラスコに機械式攪拌機を装備し、混合物を室温で200rpmで5分間攪拌して、TPOとBBOTをアクリレートモノマーに溶解します。100グラムのペンタエリスリトロールテトラアクリレートと100グラムの多機能エポキシアクリレートを混合物に加えます。.次に、混合物を200rpmで摂氏50度で30分間攪拌し、均質な樹脂を確保します。機械式スターラーを取り外し、フラスコにストッパーを取り付けます。フラスコをアルミホイルで包み、バイオベースのアクリレートフォトポリマー樹脂を光から保護します。次に、平行プレート形状を特徴とするレオメータの底板をフォトレジストで覆います。プレート間のギャップを1mmに設定し、レオメータをUV耐性のフードで覆います。室温で樹脂の粘度を0.1秒から100秒のせん断速度で測定します。SLA 3Dプリンターの電源を入れ、オープンモードを選択します。製品のアーキテクチャによっては、サポート構造を3Dモデルに統合して、製造中に構造を安定させることができます。コンピュータ上でモデル作成ソフトウェアを起動します。目的の印刷設定を選択するには、材料、バージョンV4、および50ミクロンの層の厚さでクリアを選択します。標準のテッセレーション言語ファイルである複雑な形状のプロトタイプのデジタルモデルを開き、ビルドプラットフォーム上の位置と向きを選択します。印刷ジョブをSLA 3Dプリンターにアップロードします。次に、200ミリリットルのバイオベースのフォトレジンをレジンタンクに注ぎます。3Dプリンターを開き、レジンタンクを正しく取り付けます。ビルドプラットフォームをマウントし、3Dプリンターを閉じます。3Dプリンターの準備が整ったら、プリントジョブを開始します。3Dプリンターで複雑な形状のプロトタイプを作製できます。印刷ジョブが終了するまで、プリンターを開かないでください。実証されたプロトコルでは、UVレーザーの波長は405ナノメートルです。オブジェクトのプリント時間は2.5時間で、ここでは高速モーションで示されています。印刷ジョブが終了したら、プリンターを開きます。作成したパーツを取り付けたビルドプラットフォームを取り外し、プリンターを閉じます。イソプロピルアルコールを充填したウォッシングステーションを開き、ビルドプラットフォームを挿入します。手順を開始し、20分間すすぎ、未反応の樹脂を取り除きます。すすぎ手順が終了したら、ビルドプラットフォームを洗浄ステーションから取り外し、プロトタイプをビルドプラットフォームから取り外します。プロトタイプを30分間風乾させます。その間に、UVオーブンを摂氏60度に予熱します。UVオーブンを開き、プロトタイプを回転プラットフォームにすばやく配置します。UVオーブンを閉じ、摂氏60度で60分間硬化させて、完全に変換されるようにします。後硬化の手順が終了したら、UVオーブンを開けてプロトタイプを取り出します。複雑な形状のプロトタイプの表面形態を特徴付けるには、カミソリの刃を使用して、複雑な形状のプロトタイプから約1cmの内部らせんを切り取ります。サンプルを両面カーボン導電性テープでサンプルホルダーに貼り付けます。イメージングに先立ち、スパッタリングシステム上でサンプルを30ナノメートルの白金パラジウムでコーティングします。次に、5キロボルトの加速電圧で動作する走査型電子顕微鏡にサンプルを挿入します。サンプルの画像を30倍と120倍の倍率で取得します。再生可能樹脂の粘度は、3Dプリンティングプロセスにおいて重要なパラメータであり、モノマーとオリゴマーの比率によって制御されます。通常、プリントプロセスでの液体レジンの再コーティングでは、100秒の逆秒のせん断速度が達成されます。すべてのバイオレジデントの粘度は5パスカル秒未満で、ステレオリソグラフィー印刷装置への適用に適しています。ここに示されているのは、引張強度や電子弾性率など、さまざまな生体樹脂からプリントされたオブジェクトの機械的挙動の代表的な結果です。しかし、洗浄、乾燥、硬化、硬化温度の期間を変化させることで、印刷後の処理を最適化することで、機械的性能を大幅に向上させることができます。複雑な形状のプロトタイプの滑らかな表面と高い特徴分解能は、電子顕微鏡によって明らかになります。ヘリックスの鋸歯状の垂直エッジは、層ごとのSLA印刷プロセスから発生し、露出した層の上部は、層の背面と比較してより大きなUV線量を受け取ります。表面の亀裂の程度は、初期の樹脂粘度に関係しています。開発後、この技術は、持続可能な製品の無駄のない現地製造を促進するために、コスト競争力のあるバイオレジンの適用への道を開きました。アクリレートの取り扱いには危険が伴うことを忘れないでください。この手順を実行するときは、安全メガネや手袋の着用などの予防措置を常に講じる必要があります。

stereolithographic-3d-printing-with-renewable-acrylates

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

導電性金属インクの平面と立体印刷が説明されています。我々のアプローチは、マイクロスケールでの異常なレイアウトで印刷された電子、光、および生物医学的装置を製造するための新たな道を提供します。...

導電性インクの平面および三次元印刷

bioprinter、犠牲型に基づいてパターン化されたハイドロゲルを作成するために使用された。ポロキサマー型は第二のヒドロゲルで埋め戻した後、溶出し、第三のハイドロゲルを充填した空隙を残していた。この方法では、生体高分子から複雑なアーキテクチャを生成する高速溶出及びポロキサマーの良い印刷適性を使用しています。...

模様の作成3D細胞培養のための2つの成分​​のために温度応答性ハイドロゲルリバース金型の印刷

革新的なバイオファブリケーション技術が開発されました。これは、生体内の組織の建築的特徴、構成要素、機械的特性に似た3次元の構築物を設計するためです。この技術は、新開発の犠牲材料であるBSAゴムを特徴としており、詳細な空間的特徴を転写することで、さまざまな組織の生体内構造を再現します。...

三次元バイオミメティック・テクノロジー：小説Biorubberはコラーゲンハイドロゲルで定義されたマイクロ・マクロスケールのアーキテクチャを作成します。

生体分子の物理モデルは、研究者にとってその構造機能の理解を促進し、研究者間のコミュニケーションを助け、教育的努力における教育ツールとして役立つことができます。ここでは、溶融フィラメント製造デスクトップ3Dプリンターを使用して生体分子の正確なモデルを3Dプリンティングするための詳細なガイダンスを提供します。...

研究と教育学のための生体分子モデルの3Dプリント

このプロトコルでは、埋め込まれたポリ乳酸 (PLA) 微粒子構造組織構造 3 D プリントの脱行列 (DM) を含むポリカプロラクトン (PCL)...

3 D プリントのための新規プロセス脱行列

3Dプリントドレインチャンバーを用いた多孔質支持基板上のブロック共重合体薄膜の高度に制御され、しわのない転写の手順を提示する。排水室の設計は多孔質基板への高分子フィルムの移動を含むすべてのプロシージャに一般的に関連している、通常は取り返しのつかない方法で手で行われる。...

欠陥を最小限に抑えた多孔質基板へのポリマーフィルムの移送手順

スピンコーティング、ポリジェット印刷、および融合蒸着モデリングが統合され、生体組織の構造的および機能的特性をシミュレートする多層異種ファントムを生成します。...

生体組織をシミュレートするファントムのマルチモーダル3Dプリンティング

顕微鏡システムの物理モデリングは、他の手段では得ることが困難な洞察を得るのに役立ちます。物理的な分子モデルの構築を容易にするために、3Dプリンティングを使用して、分子系の質を触覚的に捉える機能的な巨視的モデルを組み立てる方法を実証します。...

3Dプリンティングによるインタラクティブ分子モデルアセンブリ

本プロトコルは、タイプI光開始可逆的付加断片化連鎖移動重合およびそれに続く表面媒介重合を介したin...

タイプI光開始可逆的付加フラグメンテーション連鎖移動重合による3DプリンティングおよびIn Situ表面改質

本稿では、フォトチューナブルハイドロゲルを3Dバイオプリントして、細胞外マトリックスの硬化と線維芽細胞の活性化を研究する方法について説明します。...

線維芽細胞の活性化を研究するための3Dバイオプリンティング用フォトチューナブルハイドロゲル

学ぶ、再生可能なアクリレートを用いたステレオリソグラフィー3Dプリント法。レーザー光硬化とレジン調製、後処理の技術を習得し、持続可能な製品製造のための付加製造プロセスを理解できます。

再生可能なアクリレートと Stereolithographic 3 D プリント

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