Name: 재생 아크릴레이트와 Stereolithographic 3D 인쇄 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: 배우세요 재생 아크릴레이트를 이용한 스테레오리소그래피 3D 인쇄 기술로, 레진 조성 및 후처리 과정을 통해 지속가능한 제품을 정밀하게 제작하는 방법을 익히세요.

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이 연구 프로젝트 140413의 일환으로 GreenPAC 폴리머 응용 프로그램 센터에 의해 지원 되었다: "3D 인쇄 생산에". 알 버트 하트, 코 린 반 Noordenne를 인정 하 고 싶습니다, 그리고 Rens 반 우 벤, Anniek Bruins, Femke Tamminga, 티 져 밴 Dijken와 앨버트 Woortman 비디오 촬영 촉진을 위한.

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오.
1입니다. Photocurable 수 지의 준비
참고: 다음 절차 동안 개인 보호 장비 (보호 안경, 장갑, 랩 코트)를 사용 하십시오. 이 섹션에 대 한 자세한 내용은 우리의 이전 작품12 를 참조 하십시오.
<ol><li>500 mL 삼각 플라스 크에에서 1,10 decanediol 빛 (SA5201)의 50 g을 붓는 다.</li>
	<li>1.0 g의 추가 diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine 산화물 (TPO) 및의 2, 5-0.40 gbis(5-tert-부 틸-benzoxazol-2-yl) 플라스 크를 thiophene (: BBOT).</li>
	<li>기계적인 교 반기와 플라스 크를 장비 하 고 TPO와: BBOT 아크릴 모노 머에서 분해 하기 위하여 실 온에서 5 분 동안 200 rpm에 혼합물을 저 어.</li>
	<li>Pentaerythritol tetraacrylate의 및 다기능 에폭시 아크릴레이트의 100 g 100 g 추가 ( 재료의 표참조) 혼합물에.</li>
	<li>균질 수 지를 보장 하기 위해 50 ° C에서 30 분 동안 200 rpm에 혼합물을 저 어.</li>
	<li>기계적 교 반기를 제거 하 고 스 토퍼와 함께 플라스 크에 맞게. 플라스 크는 빛에서 유기 아크릴 photopolymer 수 지 (BAPR)를 보호 하기 위해 알루미늄 호 일에 싸여 있다. 참고: 프로토콜 수 수 일시 중지 여기.</li>
	<li>커버는 photoresin 병렬 플레이트 형상 가진 고분자의 하단 접시.</li>
	<li>1 m m 판 사이의 간격을 설정 하 고 자외선 방지 후드와 함께 고분자를 커버.</li>
	<li>100 s-1;을 0.1에서 전단 속도로 실 온에서 수 지 점도 측정 예를 들어,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, 및 100 s-1.</li>
</ol>2. Stereolithographic 유기 아크릴레이트와 3D 인쇄
참고:이 섹션에 대 한 자세한 내용은 우리의 이전 작품12 를 참조 하십시오.
<ol><li>SLA 3D 프린터를 켜고 열기 모드를 선택 합니다.</li>
	<li>컴퓨터에 모델 준비 소프트웨어를 시작 합니다. 원하는 인쇄 설정 선택 하십시오: 자료 (일반), 버전 (버전 4) 및 레이어 두께 (50 µ m).</li>
	<li>복잡 한 모양의 프로토 타입, 표준 테셀레이션 언어 (.stl) 파일의 디지털 모델을 열고 ( 추가 코딩 파일참조) 위치와 빌드 플랫폼에서 방향을 선택 하십시오.  모델 준비 소프트웨어에서 SLA 3D 프린터에 인쇄 작업을 업로드. 참고: 제품의 아키텍처에 따라 지원 구조는 제조 동안 구조를 안정화 하기 위해 3D 모델에 통합할 수 있습니다. 여기 설명 복잡 한 모양의 프로토 타입의 경우 빌드 방향에 정상적인 인쇄 하는 경우 지원 구조 필요 하지 않습니다.</li>
	<li>수 지 탱크에 유기 photoresin의 200 mL를 붓으십시오. 3D 프린터를 열고 제대로 수 지 탱크를 탑재 합니다.</li>
	<li>빌드 플랫폼을 탑재 하 고 3 차원 프린터를 닫습니다.</li>
	<li>인쇄 작업을 시작 합니다.</li>
	<li>3D 프린터 복잡 한 모양의 시 제품을 날조 하는 것을 허용 한다.  인쇄 작업이 완료 될 때까지 프린터를 열지 마십시오. 참고: 인쇄를 하기 전에 3D 프린터 뻗 었 있는지 확인 합니다. 시연된 프로토콜에 대 한 UV 레이저 파장은 405 nm. 개체의 인쇄 시간 2.5 h입니다.</li>
</ol>3. 3D의 후 처리 개체 인쇄
참고: 다음 절차 동안 개인 보호 장비 (보호 안경, 장갑)을 사용 하십시오.
<ol><li>인쇄 작업이 완료 되 면 프린터를 엽니다. 생산 부품, 빌드 플랫폼을 제거 하 고 프린터를 닫습니다.</li>
	<li>세척 역, 이소프로필 알코올, 가득 열고 빌드 플랫폼을 삽입 합니다. 절차 및 어떤 unreacted 수 지 제거를 20 분 동안 린스를 시작 합니다.</li>
	<li>헹 구는 프로시저가 끝날 때 세척 역에서 빌드 플랫폼을 제거 하 고 빌드 플랫폼에서 프로토 타입을 분리.</li>
	<li>30 분 동안 건조 공기를 프로토 타입을 하실 수 있습니다. 한편, 60 ° c.에서 UV 오븐을 예 열 참고: 열 이상 15 분 소요 됩니다. 오븐의 자외선 파장은 405 nm, SLA 레이저의 파장에 동일.</li>
	<li>UV 오븐을 열고 회전 하는 플랫폼에 프로토 타입을 신속 하 게 배치 합니다. UV 오븐 및 완전 한 변환 되도록 60 ° C에서 60 분에 대 한 치료를 닫습니다.</li>
	<li>후 치료 절차 완료 되 면 UV 오븐을 열고 꺼내 시.</li>
</ol>4. 복잡 한 모양의 시 제품의 표면 형태의 특성
참고:이 섹션에 대 한 자세한 내용은 우리의 이전 작품12 를 참조 하십시오.
<ol><li>잘라 ca. 면도날을 사용 하 여 복잡 한 모양의 프로토타입에서 내부 나선형의 1 cm.</li>
	<li>더블 양면된 탄소 전도성 테이프와 샘플 홀더를 샘플을 연결 합니다.</li>
	<li>이미징, 이전 30 샘플 코트 스퍼터 링 시스템에 nm Pt/Pd (80:20).</li>
	<li>5의 가속 전압에서 작동 하는 스캐닝 전자 현미경 샘플 삽입 kV. 120 X 확대 및 30 X에서 샘플의 여러 이미지 획득.</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>

저자는 공개 없다.

첨가제 제조 때 부분 당 더 높은 생산 비용 이후 생산 금형 및 도구에 대 한 필요가 없습니다 기존의 프로세스와 경쟁할 수 있는 맞춤형 프로토 타입 및 작은 시리즈의 제작에 적용 됩니다. 지난 10 년간에서 서비스 및 첨가제 제조 관련 제품에서 수익13기 하 급수적으로 성장 했다. 광에서 소재 매출의 큰 부분이 이다. 성장 주의 끌었다 고 주요 산업, 예를 들어, 항공 우주, 자동차, 의료의 투자를 시작. 따라서, 3D 인쇄 분야는 곧 나오는 년에 더 확장 예정 이다.
우리는 효율적인 stereolithographic 3D 프린터에 재생 photopolymer 수 지와 함께 지속 가능한 제품의 정확 하 고 필요 시 제작 방법 설명 했다. 주성분으로 저가 유기 아크릴레이트를 사용 하 여 그들의 상업적인 대조 물에 관하여 비용을 잠재적으로 경쟁 이러한 수 지를 만든다. 또한, bioresin 공식 표준화 된 SLA 3D 인쇄...

신속한 프로토 타입-주문형 제작 및 디자인 자유를 가능 하 게 하 고 3D의 효율적인 제조 레이어, 레이어 방식1에 생성 수 있습니다. 그 결과, 제조 기술로 3D 인쇄 최근 몇 년 동안2에 급속 하 게 개발 했다. 다양 한 기술을 사용할 수 있습니다, 모든 물리적 개체로 가상 모델의 번역에 의존 압출, 직접 에너지 공 술 서, 분말 응고, 시트 적 층 및 photopolymerization 등의 프로세스를 적용. 후자의 stepwise 액체 photopolymer 수 지의 UV 경화를 포함 한다. 1986 년에, 선체와 동료 스테레오 리소 그래피 장치 (SLA), UV 레이저 기반 3D 프린터 개발. 더 최근에, 디지털 빛 가공 (DLP) 라는 비슷한 프로세스는 photopolymerization 가벼운 프로젝터 시작에서 사용할 수 되고있다. 함께, DLP 및 SLA 라고를 스테레오 리소 그래피 3D 인쇄3.
SLA는 고해상도 프로토타이핑 및 생물 의학 장치4,5의 제조에 적용 됩니다. 이 기술은 뛰어난 정확성, 표면 마무리 및 해상도6(FDM) 모델링 널리 융합된 증 착 이다. 제품의 아키텍처에 따라 지원 구조는 제조 동안 구조를 안정화 하기 위해 3D 모델에 통합 됩니다. 또한, 제조 부품의 후 인쇄 처리 필요7,8이다. 일반적으로, 인쇄 된 개체를 unreacted 수 지, 해산 알코올 목욕에 세척 되 고 합9의 전체 변환 되도록 수행 됩니다 UV 오븐에 후속 치료.
일반적으로, 수 지 첨가제 제조 리소 그래피 기반 다기능 아크릴레이트 또는 epoxides10를 포함 하는 photocurable 시스템에 의존 합니다. 상업 시장에 현재 photopolymer 수 지는 화석 기반 및 비싼, 낮은-비용 재생 수 지의 가용성 유기 경제1 에 대 한 지속 가능한 3D 제품의 폐기물 및 현지 생산을 촉진 하기 위하여 필요 , 6. 최근, photopolymer 수 지 재생 아크릴레이트에 따라 개발 되었고 성공적으로 스테레오 리소 그래피 3D 인쇄11,12에 적용. 이 상세한 프로토콜, 상용 스테레오 리소 그래피 장치에 유기 수 지와 모형을 보여 줍니다. 특별 한 주의 첨가제 제조의 분야에서 새로운 실무자를 돕기 위해 수 지 배합 및 후 인쇄 치료 절차, 즉, 의 중요 한 단계에 지급 됩니다.

<table><tbody><tr><td>이소보르닐 아크릴레이트&nbsp;</td><td>사르토머</td><td>SA5102</td><td>아크릴레이트 단량체</td></tr><tr><td>1,10-데칸디올 디아크릴레이트</td><td>사르토머</td><td>SA5201</td><td>아크릴레이트 단량체</td></tr><tr><td>펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트</td><td>사르토머</td><td>SA5400</td><td>아크릴레이트 단량체</td></tr><tr><td>다기능 에폭시 아크릴레이트</td><td>사르토머</td><td>SA7101</td><td>아크릴레이트 올리고머</td></tr><tr><td>디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일) 포스핀 옥사이드(TPO), 97%</td><td>시그마 알드리치</td><td>415952</td><td>광개시</td></tr>제 <tr><td>2,5-bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiophene (BBOT), 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>223999</td><td>광학 흡수제</td></tr><tr><td>이소프로필 알코올 (IPA), 99%</td><td>Bleko</td><td>1010500</td><td>알코올 목욕용 (Form Wash에 적용)</td></tr><tr><td>Paar Physica MCR300&nbsp;</td><td>Anton Paar</td><td>-</td><td>평행 플레이트 기하학을 가진 레오미터</td></tr><tr><td>Form 2 프린터</td><td>Formlabs-Desktop</td><td></td> <td>SLA 3D 프린터</td></tr><tr><td>Form Wash&nbsp;</td><td>Formlabs</td><td>-</td><td>세척 스테이션</td></tr><tr><td>형태 경화</td><td>Formlabs-UV</td><td></td> <td>오븐</td></tr><tr><td>Instron 4301 1KN 시리즈 IX</td><td>Instron-Universal</td><td></td> <td>테스팅</td></tr>기 <tr><td>Philips XL30 ESEM-FEG&nbsp;</td><td>Philips</td><td>-</td><td>주사 전자 현미경</td></tr></tbody></table>

재생 아크릴레이트와 stereolithographic 3d 인쇄

Stereolithographic 3D Printing with Renewable Acrylates

비용 경쟁력 재생 재료 및 첨가제 제조에 응용 프로그램의 내게 필요한 옵션은 효율적인 유기 경제에 대 한 필수적입니다. Stereolithographic 3D 프린터를 사용 하 여 지속 가능한 수 지의 모형을 보여 줍니다. 수 지 배합 photoinitiatior와 광학 흡수 유기 아크릴 단위체와 올리고의 간단 혼합 하 여 이루어진다. 수 지 점도 모노 머 올리고 머 비율에 의해 제어 됩니다과 병렬 플레이트 형상과 고분자에 의해 전단 속도의 기능으로 결정 됩니다. 유기 수 지로 청구 하는 stereolithographic 장치는 높은 정확도 가진 복잡 한 모양의 시 제품을 생산 하기 위해 채택 된다. 제품은 알코올 세 정 및 완전 한 경화 되도록 UV 방사선 조사를 포함 하 여 사후 치료를 필요 합니다. 높은 기능 해상도 우수한 표면 마무리는 프로토 타입의 스캐닝 전자 현미경 검사 법에 의해 드러났습니다.

4 대표적인 수 지 작곡 표 1, 함께 그들의 평균 유기 탄소 함량 (BC)는 개별 구성 요소에서 파생 된에 표시 됩니다. 수 지 점도 (그림 1) 아크릴 단위체와 올리고의 비율에 의해 영향을 하 고 일반적으로 뉴턴의 동작을 보여 줍니다. 다양 한 수 지에서 제조 하는 부품의 기계적 성질은 응력 분석에 의해 결정 했다. 그림 2 E-모듈러스와 인장 강도 범용 테스트 컴퓨터에 대표적인 결과 표시합니다. 제품 성능에 인쇄 후 치료의 효과 그림 3에서 묘사 된다. 복잡 한 모양의 프로토 타입의 부드러운 표면과 높은 기능 해상도 전자 현미경 (그림 4)에 의해 드러났습니다. 표면 균열의 범위는 초기 수 지 점도 관련이 있습니다.
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스테레오 리소 그래피 장치에 재생 photopolymer 수 지와 첨가제 제조 프로토콜 제공 됩니다.

재생 아크릴레이트와 Stereolithographic 3D 인쇄

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

이 방법은 수지 배합 및 인쇄 후 처리와 같은 적층 제조 분야의 핵심 주제를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 지속 가능한 제품을 정확하고 주문형으로 제작할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 레이저 기반 광조형에 대한 통찰력을 제공하지만 디지털 광 처리와 같은 다른 3D 프린팅 기술에도 적용할 수 있습니다.시작하려면 500ml 삼각 플라스크에 1, 10-데칸디올 디아크릴레이트 50g을 붓습니다. 플라스크에 TPO 1.0g과 BBOT 0.40g을 추가합니다. 삼각 플라스크에 기계식 교반기를 장착하고 혼합물을 실온에서 200rpm으로 5분 동안 교반하여 TPO와 BBOT를 아크릴레이트 단량체에 용해시킵니다.혼합물에 펜타에리스리트롤 테트라아크릴레이트 100g과 다기능 에폭시 아크릴레이트 100g을 추가합니다. 이제 혼합물을 섭씨 50도에서 30분 동안 200rpm으로 저어 균질한 수지를 만듭니다. 기계식 교반기를 제거하고 플라스크에 마개를 끼웁니다.플라스크를 알루미늄 호일로 싸서 바이오 기반 아크릴 포토폴리머 수지를 빛으로부터 보호합니다. 이제 평행 플레이트 형상을 특징으로 하는 레오미터의 바닥판을 포토resin으로 덮습니다. 플레이트 사이의 간격을 1mm로 설정하고 UV 차단 후드로 유변계를 덮습니다.실온에서 0.1초에서 100초의 전단 속도로 수지 점도를 측정합니다. SLA 3D 프린터를 켜고 열기 모드를 선택합니다. 제품의 아키텍처에 따라 지지 구조를 3D 모델에 통합하여 제작 중에 구조를 안정화할 수 있습니다.컴퓨터에서 모델 준비 소프트웨어를 시작합니다. 원하는 인쇄 설정을 선택하려면 재료, 버전 V4 및 50미크론 레이어 두께에 대해 지우기를 선택합니다. 표준 테셀레이션 언어 파일인 복잡한 모양의 프로토타입의 디지털 모델을 연 다음 빌드 플랫폼에서 위치와 방향을 선택합니다.인쇄 작업을 SLA 3D 프린터에 업로드합니다. 이제 200 밀리리터의 바이오 기반 포토 resin을 수지 탱크에 붓습니다. 3D 프린터를 열고 수지 탱크를 올바르게 장착합니다.빌드 플랫폼을 장착하고 3D 프린터를 닫습니다. 3D 프린터를 준비한 후 인쇄 작업을 시작합니다. 3D 프린터가 복잡한 모양의 프로토타입을 제작할 수 있습니다.인쇄 작업이 완료될 때까지 프린터를 열지 마십시오. 입증된 프로토콜의 경우 UV 레이저의 파장은 405나노미터입니다. 개체의 인쇄 시간은 2.5시간이며 여기서는 빠른 동작으로 표시됩니다.인쇄 작업이 완료되면 프린터를 엽니다. 생산된 부품이 부착된 빌드 플랫폼을 제거하고 프린터를 닫습니다. 이소프로필 알코올로 채워진 세척 스테이션을 열고 빌드 플랫폼을 삽입합니다.절차를 시작하고 20분 동안 헹구어 미반응 수지를 제거합니다. 헹굼 절차가 완료되면 세척 스테이션에서 빌드 플랫폼을 제거하고 빌드 플랫폼에서 프로토타입을 분리합니다. 프로토타입을 30분 동안 자연 건조시킵니다.그 동안 UV 오븐을 섭씨 60도로 예열하십시오. UV 오븐을 열고 프로토타입을 회전 플랫폼에 빠르게 배치합니다. UV 오븐을 닫고 섭씨 60도에서 60분 동안 경화하여 완전한 변환을 보장합니다.후경화 절차가 완료되면 UV 오븐을 열고 프로토타입을 꺼냅니다. 복잡한 형상 프로토타입의 표면 형태를 특성화하려면 면도날을 사용하여 복잡한 형상 프로토타입에서 약 1cm의 내부 나선을 절단합니다. 샘플을 양면 탄소 전도성 테이프로 샘플 홀더에 부착합니다.이미징하기 전에 스퍼터링 시스템에서 30나노미터의 백금 팔라듐으로 샘플을 코팅합니다. 이제 5킬로볼트의 가속 전압에서 작동하는 주사 전자 현미경에 샘플을 삽입합니다. 30X 및 120X 배율에서 샘플의 여러 이미지를 획득합니다.재생 가능한 수지의 점도는 3D 프린팅 공정에서 필수적인 매개변수이며 단량체 대 올리고머 비율에 의해 제어됩니다. 일반적으로 100 역초의 전단 속도는 인쇄 공정에서 액체 수지를 다시 코팅하는 동안 달성됩니다. 모든 바이오 레진은 점도가 5파스칼초 미만이며 광조형 인쇄 장비에 적용하기에 적합합니다.여기에 표시된 것은 인장 강도 및 e-modulus를 포함한 다양한 바이오 수지에서 프린팅된 물체의 기계적 거동에 대한 대표적인 결과입니다. 그러나 세척, 건조, 경화 및 경화 온도를 변경하여 인쇄 후 처리를 최적화하면 기계적 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 복잡한 모양의 프로토타입의 매끄러운 표면과 높은 피처 해상도는 전자 현미경에 의해 드러납니다.나선의 톱니 모양의 수직 가장자리는 층별 SLA 인쇄 공정에서 발생하며, 노출된 층의 상단은 층의 뒷면에 비해 더 많은 UV 선량을 받습니다. 표면 균열의 정도는 초기 수지 점도와 관련이 있습니다. 개발 후, 이 기술은 지속 가능한 제품의 폐기물 없는 현지 제조를 촉진하기 위해 비용 경쟁력 있는 바이오 레진을 적용할 수 있는 길을 열었습니다.아크릴레이트로 작업하는 것은 위험할 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 이 절차를 수행하는 동안 항상 보안경과 장갑 착용과 같은 예방 조치를 취해야 합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

전도성 금속 잉크의 평면 및 입체 인쇄가 설명되어 있습니다. 우리의 접근 방식은 fabricating 인쇄 전자, 광전자, 그리고 microscale에서 비정상적인 레이아웃에 생물 의학 장치를위한 새로운 길을 제공합니다.

전도성 잉크의 평면 및 3 차원 인쇄

bioprinter는 희생 형에 따라 패턴 하이드로 겔을 만드는 데 사용되었다. 폴록 사머 형은 두 번째 히드로 겔로 채워질 그리고 세 번째 하이드로 겔로 채워졌다 빈 공간을 남겨 용출되었다. 이 방법은 생체 고분자의 복잡한 구조를 생성하는 빠른 용출과 폴록 사머의 좋은 인쇄 적성을 사용합니다.

모방의 창조 3D 세포 배양을위한 두 구성 요소 히드로 겔에 대한 Thermoresponsive 역 금형 인쇄

생체 내 조직의 구조적 특징, 구성 요소 및 기계적 특성과 유사한 3차원 구조를 엔지니어링하기 위해 혁신적인 생체 제조 기술이 개발되었습니다. 이 기술은 새로 개발된 희생 재료인 BSA 고무를 특징으로 하며, 이 고무는 세부적인 공간 특징을 전달하여 다양한 조직의 생체 내 구조를 재현합니다.

세 가지 차원 생체 모방 기술 ​​: 소설 Biorubber는 콜라겐 하이드로 겔에 마이크로 및 매크로 스케일 아키텍처를 정의 작성합니다

생체 분자의 물리적 모델은 연구자의 구조 기능에 대한 이해를 촉진하고, 연구자 간의 의사 소통을 돕고, 교육학적 노력에서 교육 도구 역할을 할 수 있습니다. 여기에서는 융합 필라멘트 제작 데스크톱 3D 프린터를 사용하여 정확한 생체 분자 모델을 3D 프린팅하기 위한 자세한 지침을 제공합니다.

연구 및 교육학에 대한 생명 모델의 3D 인쇄

이 프로토콜의 구조 조직 구조 엔지니어링 3D 인쇄를 decellularized 행렬 (DM)를 포함 하는 임베디드 polylactic 산 (PLA) 스피어와 polycaprolactone (PCL) 필 라 멘 트의 생산을 설명 합니다.

3D 인쇄에 대 한 새로운 과정 Decellularized 행렬

우리는 3D 인쇄 드레인 챔버를 사용하여 다공성 지지 기판에 블록 공중합체 박막을 고도로 제어하고 주름이없는 이송절차를 제시합니다. 드레인 챔버 설계는 일반적으로 재현 할 수없는 방식으로 손으로 수행 다공성 기판에 거대 분자 필름의 전송과 관련된 모든 절차와 일반적인 관련이있다.

결함이 최소화된 다공성 기판에 폴리머 필름 을 이송하는 절차

스핀 코팅, 폴리젯 프린팅 및 융합 증착 모델링은 생물학적 조직의 구조적 및 기능적 특성을 시뮬레이션하는 다층 이기종 팬텀을 생성하기 위해 통합됩니다.

생물학적 조직을 시뮬레이션하기 위한 팬텀의 멀티모달 3D 프린팅

현미경 시스템의 물리적 모델링은 다른 방법으로 얻기 어려운 통찰력을 얻는 데 도움이됩니다. 물리적 분자 모델의 시공을 용이하게 하기 위해, 당사는 3D 프린팅을 사용하여 분자 시스템의 품질을 촉각방식으로 포착하는 기능적 거시적 모델을 조립하는 방법을 보여줍니다.

3D 프린팅을 갖춘 대화형 분자 모델 어셈블리

본 프로토콜은 유형 I 광개시 가역적 부가-단편화 사슬 이동 중합 및 후속적인 계내 물질 사후 기능화를 이용한 중합체 물질의 디지털 광 처리 기반 3D 프린팅을 표면 매개 중합을 기술 한다. 광유도 3D 프린팅은 독립적으로 맞춤화되고 공간적으로 제어되는 벌크 및 계면 특성을 갖는 재료를 제공합니다.

3D 프린팅 및 타입 I 광개시를 통한 현장 표면 개질 가역 추가 단편화 체인 이송 중합

이 기사에서는 세포외 기질 경화 및 섬유아세포 활성화를 연구하기 위해 광조정 가능 하이드로겔을 3D 바이오프린팅하는 방법을 설명합니다.

섬유아세포 활성화를 연구하기 위한 3D 바이오프린팅 광조정 가능 하이드로겔

배우세요 재생 아크릴레이트를 이용한 스테레오리소그래피 3D 인쇄 기술로, 레진 조성 및 후처리 과정을 통해 지속가능한 제품을 정밀하게 제작하는 방법을 익히세요.

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