Summary
이 프로토콜은 폴리머와 전기를 통해 건설 기계를 조작 하는 포괄적인 지침 직접 쓰기 모드에 녹아 있습니다. 우리는 체계적으로 과정을 약술 하 고 타겟된 비 계 구조를 달성 하기 위한 적절 한 매개 변수 설정 정의.
Abstract
이 자습서의 기본 원리에 반영 하 고 전기 폴리머와 쓰기에 대 한 지침 녹는, 생명 의학 어플리케이션에 대 한 좋은 잠재력을 가진 첨가제 제조 기술. 기술은 마이크로 눈금 범위를 서브 미크론에서 정돈된 건설 기계를 조작 하는 생체 고분자 섬유의 직접 증 착을 촉진 한다. 안정, 점 탄성의 설립, 폴리머 jet는 spinneret와 컬렉터 사이 적용 되는 전압을 사용 하 여 이루어집니다 그리고 직접 작성 될 수 있습니다. 전형적인 다공성 발판의 중요 한 이점은 셀 첨부 파일 및 성장에 대 한 증가 효과적인 접착 사이트를 제공 하는 높은 표면 볼륨 비율입니다. 시스템 매개 변수를 조정 하 여 인쇄 프로세스를 제어 인쇄 장비의 품질에서 높은 재현성을 수 있습니다. 그것은 또한 사용자가 그들의 특정 요구 사항에 건설 기계 형태학 상 구조에 맞게 유연한 제조 플랫폼을 제공 합니다. 이 목적을 위해 우리 가이드 개정 매개 변수, 흐름 속도, 전압 및 수집 속도 등의 다른 섬유 직경 하 여 용융 전기 쓰기 (뮤)를 얻기 위해 프로토콜 제시. 또한, 제트 최적화 자주 경험된 기술 과제 토론, 문제 해결 기법을 설명 하 고 인쇄 비 계 아키텍처의 넓은 범위를 보여주는 하는 방법을 보여 줍니다.
Introduction
셀에 대 한 3 차원 (3D) 생체 구조 제조 조직에 첨가제 biomanufacturing의 주요 기여 중 하나입니다 공학 (테), 사용자 지정 된 생체, 세포, 생 화 확 적인 요인, 적용 하 여 조직 복원을 목표로 또는 그들의 조합입니다. 따라서, 건설 기계 테 응용 프로그램에 대 한 주요 요구 사항을 포함: 생체 재료, 타겟된 셀 침공에 대 한 제어 형태학 속성에 대 한 최적화 된 표면 속성에서 제조 셀 상호 작용 향상 1.
뮤 높게 주문한 ultrathin 섬유 형태학2첨가제 제조 (자주 라는 3D 인쇄) 및 폴리머 메시의 생산을 위한 전기의 원리를 결합 하는 용 매 없는 제조 기술입니다. 직접 쓰기 접근이 고 정확 하 게 프로그램 된 코드3, G-코드 라고 하는 섬유를 예금. 용 해 electrospun 구조는 현재 각각 다공성 평평 하 고 관 건설 기계를 조작 하는 플랫4,5 또는 굴대6,7 수집기를 사용 하 여 준비.
이 기술은 의료 학년 폴리머 poly(ε-caprolactone) (PCL), 우수한 생체 적합성8선물 등을 직접 인쇄 테 및 재생 의학 (RM) 커뮤니티 가능성 때문에 상당한 혜택을 제공 합니다. 다른 장점 높은 조직 방식으로 높은 표면 볼륨 비율의 건설 기계를 조작 하는 섬유를 입금 하 여 크기와 다공성의 분포를 사용자 지정할 수 있습니다. 뮤를 수행 하기 전에 폴리머는 먼저 열9의 응용 프로그램이 필요 합니다. 일단 액체 상태에서 적용 된 공기 압력 높은 전압 소스에 연결 된 금속 spinneret를 통해 밖으로 흘러 그것 강요 합니다. 표면 장력 및 접지 수집기에 정전 된 물방울의 매력 사이 힘 균형 테일러 콘 제트10의 방출 다음의 형성에 지도 한다.
이미지와이 프로토콜에 사용 되는 내부 빌드 뮤 장치의 그리기 회로도 그림 1에 표시 됩니다. 그것은 또한 단 열 테이프를 사용 하 여 난방 요소와는 spinneret 주변 전기 충전된 황동 부분 사이의 전기 방전을 방지 하기의 원리를 보여 줍니다. 부족 한 단열재는 구현 된 하드웨어의 내부 손상으로 이어질 것 이다.
3 시스템 매개 변수 (온도, 수집 속도 공기 압력)의 조정에 따라 뮤 토론 섹션에서 설명 하는 다른 직경을 가진 섬유의 제조 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우에, 미세 조정 및 제트의 최적화가 됩니다 필요한 안정적인 제트 방출 될 것입니다 전에. 전기 여행 제트기의 시각화 과정의 일관성을 확인 하는 효과적인 방법입니다. 이상적인 경우, 비행 경로 시스템 매개 변수11에 의해 제어 되는 힘 균형 결과로 획득 전차 곡선을 닮았다. 또한, 마이크로-와 매크로-구조는 건설 기계 폴리머 제트12의 비행 경로에 따라 달라 집니다. 다른 편향 동작 및 최적화에 대 한 조치의 상세한 테이블 토론 섹션에서 제공 됩니다.
현재 연구에서 선물이 뮤 기술을 사용 하 여 높은 제어 섬유 장비의 제조에 대 한 제조 단계를 설명 하는 프로토콜. 이 작품, 의료 학년 PCL (분자량 95-140 kg/mol)이 의료 학년 PCL 기술 학년 이상의 순도 개선 하 고 그것의 기계 및 처리 속성은 뮤로 사용 되었다. PCL의 범위를 처리 하는 광범위 한 용융 그것의 낮은 융해 점 (60 ° C) 및 높은 열 안정성에서 유래. 또한, PCL 느린 속도 생 분해성 폴리머, 그것에 게 많은 조직 공학 응용 프로그램13에 대 한 훌륭한 소재 이다.
이 연구에 대 한 온도 및 수집기 거리 유지 됩니다 상수 (65 ° C와 주사기 및 spinneret의 온도 대 한 82 ° C (각각) 및 컬렉터 거리 12 mm); 그러나 적용 전압, 수집 속도 공기 압력,, 타겟된 직경을 가진 섬유를 조작 하 변화 될 것입니다. 뮤 건설 기계를 사용 하 여 게시 된 연구의 상세한 목록 결과 섹션에서 제공 되 고 테와 RM (표 1)의 분야에 대 한 다른 응용 프로그램을 보여.
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Protocol
1. 재료 준비
- 깔때기와 3 mL 플라스틱 주사기에 PCL의 2 세대를 오픈 엔드에 피스톤을 삽입.
- 8 헤 포인트 팁 위쪽으로 개통 집계 가까이에 공기 방울 수 있도록 65 ° C에서 preheated 오븐에 주사기를 놓습니다.
- 녹은 물자 안에서 덫을 놓은 공기를 분리 하는 얇은 개체와 피스톤을 밀어.
- 그것은 10 분 후에 더 이상 고분자 투명 하면 달성 된다 실내 온도 아래로 멋진 보자.
- 그것은 사용 될 때까지 건조 하 고 어두운 환경에서 실 온에서 PCL 사전 로드 된 주사기를 저장 합니다.
2. 하드웨어 및 소프트웨어 설치
- 주사기와 공기 압력 시스템에 주사기를 연결 하는 다른 끝에 배럴 어댑터를 23 G 플랫 흘린된 바늘 (spinneret)를 연결 합니다.
- 인쇄 머리에 주사기를 놓고 머리의 하단 측면에 황동 부분에서 1mm 띄는 spinneret 팁 때까지 아래로 누릅니다.
- 무대에서 수집을 탑재 하 고 표면 먼지 또는 잔류 폴리머 제거를 70% (vol/vol) 에탄올과 인쇄 헤드 청소.
- spinneret와 컬렉터 사이 12 m m 높은 개체를 배치 하 여 작동 거리를 설정 하 고 spinneret 팁은 단지 그것을 접촉 될 때까지 프린트 헤드를 내립니다.
- 각각 spinneret 지역 및 주사기, 65 ° C 82 ° C와 전기 상자에 온도 조절기를 조정 하 고 용융은 PCL에 전원.
- 폴리머 용 해 될 때까지 적어도 10 분 기다립니다 고 1.8 바 하는 레 귤 레이 터를 설정 하 여 공기 압력을 시작.
- 크기와 모양, 간 멘 거리 및 발판의 레이어 및 프로세스의 컬렉션 속도의 수를 정의 하는 G-코드를 준비 합니다.
참고: 평평 하 고 관 건설 기계 조작에 대 한 자세한 템플릿은 토론 장 (표 2)에 제공 됩니다. - 수동으로 모든 접지 케이블 인클로저 및 벽 플러그에 안전 하 게 연결 되어 있는지 다시 확인 합니다.
- 컴퓨터에 소프트웨어를 (예를 들어, 마 하 3)를 시작 하 고 준비 된 G-코드를 업로드.
3. 비 계 제조
- 인클로저, 안전 내부 고정기를 연결 하 고 트리거는 spinneret에 높은 전압 공급의 전면 도어를 닫습니다.
참고: 일단 문을 열면 예를 들어 때 인쇄 완료 또는 비상시, 높은 전압 강하 및 발판 제거할 수 있습니다 안전 하 게. - 테일러 콘 형성 되 고 섬유 컬렉터 쪽으로 배출 될 때까지 0.2 k v 단계에서 점차 높은 전압을 증가 ( 그림 1D에 참조 모범적인 테일러 콘).
- 폴리머 용융을 5 분 동안 운동 없이 제트를 안정화 하기 위해 여전히 수집기 접시에 돌출 될 수 있습니다. 새로운 인쇄를 시작 하기 전에 재료의 더미를 제거 합니다.
- G-코드 시작 됩니다 지점 위에 인쇄 헤드를 이동 하려면 키보드에서 커서를 사용 합니다.
- 컴퓨터에 소프트웨어에서 G-코드를 시작 합니다.
4. 섬유 직경 조정
- 작동 거리 (12mm) 및 온도 레 귤 레이 터 (82 ° C와 spinneret 지역 및 주사기, 65 ° C 각각) 일정 수준에 전에 설명한 대로에 단계 2.4 및 2.5.
참고: 다른 직경을 조정의 요약 표 3에서 제공 됩니다. - (3-10 µ m) 작은 크기의 직경을 가진 섬유를 인쇄 합니다. 0.8 바 공기 압력 수준을 낮추기, 8에 적용 된 전압 kV 및 수집기 1700 m m/분 속도.
- 매체와 인쇄 섬유 직경 크기의 (10-20 µ m). 공기 압력 조절 레벨 바, 11 설정된 전압 1.5 kV와 낮은 컬렉션-1200 m m/분 속도.
- 큰 직경 (20-30 μ m)와 인쇄 섬유. 2.6 바 공기 압력 레벨 증가, 변경 12 적용된 전압 kV 및 감소 컬렉션 700 m m/분 속도.
5. 제트 최적화
- 제트 강한 led 향상 된 가시성에 대 한 인클로저 외부에서 빛을 밝히는.
- 1 분에 대 한 섬유의 동작을 관찰 하 고 작은 단계, 즉 0.1에서에서 프로세스를 최적화 하는 시스템 매개 변수를 조정 위해 적용된 전압, 100 mm/min 컬렉션 속도 공기 압력에 대 한 0.1 kV.
참고: 요약 표 4에서 주어진 다. - 정기적으로 공기 압력 감소, 속도 증가 및 섬유의 비행 경로 3 분 이상 안정적인 전차 곡선을 닮을 때까지 전압을 최소화 하 여 동작을 왜곡 안정화 합니다.
- 전압을 증가, 공기 압력을 감소 시키고 수집기의 속도 줄여 제트 뒤에 후행의 비행 경로 수정 합니다. 섬유의 비행 경로 전차 곡선 모양으로 다시 이동 될 때까지 이러한 조치를 적용 합니다.
- 섬유가 적용된 전압 감소, 수집기의 속도 증가 및 제트기의 비행 경로 유지 전차 곡선의 모양을 다시 때까지 공기 압력을 증가 하 여 컬렉터를 향해 수직으로 여행 하지 마십시오.
6. 비 계 컬렉션
- 인쇄 완료 되 면 문을 열고 커서를 사용 하 여 더 나은 접근성에 대 한 문 쪽으로 수집가 격판덮개를 이동 합니다.
- 에탄올 70% (vol/vol) 믹스와 발판을 스프레이 하 고 가시는 수집기에서 분리 될 때까지 10 초를 기다립니다.
- 족집게와 인클로저에서 해제 잡아 한쪽 가장자리에 의해 완성 된 비 계를 수집 합니다.
7. 문제 해결
- 적용된 전압이 감소 또는 청취 표시 spinneret 또는 크래킹 잡음 사이 불꽃 경우 즉시 문을 열어.
- 잠재적인 점화 시 불 점화 수 있습니다으로 인클로저 내부에서 모든 유해 물질 및 에탄올 70% (vol/vol) 등 액체를 제거 합니다.
- 프로그램 G-코드는 spinneret 모든 레이어 완료 후 발판을 인쇄 하는 지역에서 이동. 이 spinneret가 마지막으로 중지 하는 위치 지점 위에 소재 축적을 방지 합니다.
- 확대경 아래 spinneret을 확인 하 고이 크게 테일러 콘의 균질 성에 영향을 미칠 것으로 spinneret 손상 인지 확인 합니다.
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Representative Results
컬렉션의 두 가지 방법은 일반적으로 평면 고 고 곡 괭이는 뮤에 사용 됩니다. 결과 아키텍처의 G-코드 (표 2), 소프트웨어에 의해 실행 되는 프로그램에 따라 달라 집니다.
플랫 컬렉션
편평한 수집가 적용 하는 가장 일반적인 방법을 참조 하며 미리 프로그램 된 G-코드를 참조 하는 자료의 직접 증 착을 용이 하 게. 0/90과 0/다양 한 크기의 60 구조는 문학에서 넓게 보고 된다. 또한, 수집기에 녹은 섬유를 직접 입금의 기능 또한 무작위로의 생산을 용이 하 게 아직 부드러운 한14대신 꽃무늬 플랫 수집기를 사용 하는 경우 구조를 조직.
관
테 응용 프로그램에 대 한 관 구조와 장비의 제조에 대 한 큰 수요가 있다. 뮤 원통형 수집가 사용 하 여 사용자 지정 된 다공성과 관 건설 기계를 달성 하는 효과적인 방법입니다. 이 굴대의 축을 따라 변환 하는 동안 그들의 자신의 축을 따라 회전 합니다. G-코드의 미세 조정, 통해는 회전으로 변환 속도 결정 하 고 섬유의 방향을 사용자 지정할 수 있습니다. 더 높은 회전 속도 보다 변환 속도 광선으로 이어질 지향 모와 반대로. 레이어, 분포 및 형태는 다공성의 총 수는 비 계의 기계적 특성을 구성 합니다. 관 비 계의 내경 구현된 굴대의 외부 직경에 의해 결정 됩니다.
그림 1 : 뮤 설치. (A) PC, 인쇄 장치 및 전기 컨트롤 박스 (B) 머리와 컬렉터 (C) 섬유를 포함 하 여 완벽 하 게 균형된 비행 단계와 테일러 콘의 (D) 회로도 그림에서. (E)는 프린터의 회로도 보여준다 목록과 5 가장 일반적인 시스템 매개 변수, "전압 적용"를 포함 하 여 (높은 전압 발생기), "온도" (온도 컨트롤러), "공기 압력" (압력 레 귤 레이 터), "거리" ( 사내를 통해 조정 이동식 z 축 설계)와 "컬렉션 속도" (X 및 Y 위치 슬라이드). (F) 내열성 폴 리아 미드 테이프 통해 인쇄 헤드 내 단 열 시스템의 디자인을 보여 줍니다. 이 "난방 요소 1" 충전된 "황동 부분" 사이 아크를 방지 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 다른 건설 기계 평면 수집기와 조작 (A) 0/90 격자 (B)와 높은 해상도 (C)에 동일한 격자. (D) 0/60 구조 (E) 임의로 제어 구조를 보여 줍니다.이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : 다른 관 건설 기계 및 스캐닝 전자 현미경 (SEM)에서 각각 하나의 대표적인 이미지 보여주는. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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표 1: 연구, 어느 갈매기에 건설 기계 조작 되었고, 생물 응용 프로그램 사용의 목록에 대 한 참조. 목록 구현 관 뿐 아니라 플랫 장비의 결과를 제공합니다.
표 2: G-코드를 평평 하 고 관 건설 기계에 대 한 소프트웨어에서 업로드할 텍스트 파일 (.txt)을 사용 하 여 프로그래밍의 설명. 이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
표 3: 매개 변수의 대표적인 값 공기 압력, 전압 및 수집 속도 (온도 및 컬렉션 거리 상수) (소형, 중형 및 대형) 3 개의 다른 직경 범위에 도달. 빨간색 화살표는 섬유 직경에 도달 각 범주 내에서 정확한 값을 제안 합니다.이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
표 4: 다른 경우와 뮤 최적화 하는 방법에 증 착 가능한 섬유의 실제 이미지의 개요 그림. 이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
의료 분야에서도 전에 대 한 혁신적인 솔루션을 찾기 위해 오전 통합 21st 세기에 대 한 새로운 패러다임을 제공 합니다. "바이오-제조"의 소위 필드 상승세 이며 제조 기술에서 혁신 테 응용 프로그램에 대 한 매우 정교한 아키텍처의 생산을 활성화. 직접 쓰기 모드 (여기 뮤)에 폴리머 용융 전기 볼 가장 유망한 제조 후보 중 하나로 테 커뮤니티의 요구를 준수 nanoscale에 미크론에 생체 재료의 정렬된 구조는 필요한27.
이 자습서는 물리적 원리를 설명 하 고이 기술을 사용 하 여 재현할 수 건설 기계 제조 작업 단계를 보여주는 뮤의 작업의 기본적인 지식을 생성 목표로 합니다.
뮤의 일반적인 원리는 기존의 첨가제 제조 기술, 즉 레이어 레이어 방식으로 압출된 재료의 증 착 대상된의 비교 이므로 머리 사이의 상대적 움직임을 제어 하는 중요 한과 수집 가입니다. 우리의 경험에서 수집기의 각 운동 단계 (X와 Y)에 의해 착수 하는 동안 고정 헤드를 유지 하는 뮤 장치와 작업을 좋습니다. 집착된 머리 안정적인 위치에 남아 있고 테일러 콘에 행동을 잠재적으로 그것의 창조 동안 교란으로 이어질 운동학 적 세력을 생성 하지 않습니다. 더하여, 높은 전압 배선 관련 및 히터 지속적인된 반복 운동에 적용 되지 않습니다. 수집기 운동 소프트웨어에 업로드 하는 G-코드에 의해 정의 됩니다. 이 코드, 라고 RS-274, 도구의 경로 제어 하는 컴퓨터 지원 제조 분야에서 널리 사용 됩니다. 편평한 수집가와 뮤 응용 프로그램, G 코드 파일 결정 움직임과 속도 x에서 및 Y 방향으로; 원통형 수집가 또는 굴대 응용 프로그램, G 코드 파일 정의 변환 (X 방향)와 회전 속도. 표 2 는 좀 더 자세하게에서 G-코드의 프로그래밍을 설명합니다.
다른 첨가제 제조 기술에 비해, 뮤 수 있습니다 다양 한 직경을 가진 섬유의 제조를 시스템 매개 변수 온도, 수집 속도 및 인가 전압의 조정에 의해 프로토콜에 설명 된 대로.
작은 섬유 (3-10 µ m)를 달성 하기 위해 낮은 압력, 중간 전압 및 높은 수집 속도 사용 하는 것이 좋습니다. 일반적으로, 감압 덜 돌출된 질량 이끌어 낸다. 이 jet의 노출 영역에 해당 감소를 동반 된다. 따라서, 작은 정전기 힘 컬렉터 쪽으로 섬유의 질량을 가속 화 하기 위해 필요한, 즉 낮은 전압 적용 해야. 또한, 유사한 더 높은 수집 속도 최종 섬유 직경의 추가 감소를 일으키는 섬유의 강화 된 스트레칭 이어질.
압력 증가 용융 폴리머의 더 많은 흐름을 유도 하 고 따라서, 더 큰 섬유 직경 (10-20 µ m)에 지도 한다. 이 경우에, 큰 정전기 힘 확대 폴리머 표면 (두꺼운 섬유)에 대 한 보상 필요 합니다. 안정적인 폴리머 제트 스트림, 얻기 위하여 전압을 변경 하 고 컬렉션 속도 감소 한다.
큰 섬유 직경 (20-30 µ m) 향상 된 고분자 압출, 즉 더 높은 공기 압력을 필요로합니다. 이 상대적으로 두꺼운 섬유를 불러 일으키 고 함께 높은 전압 공급 섬유에 충분 한 정전기 힘을 적용 하는 제안입니다. 또한, 감소 수집 속도 덜 섬유 기지개 유도. 요약 표 3에서 제공 됩니다.
그러나 모든 3 개의 경우 위에서 언급 한,, 아직도 요구 미세 조정 하 고 안정적인 전차 곡선을 유지 하기 위해 최적화 모양의 섬유 시간이 지남에 프로토콜에 설명. 뮤만 완벽 하 게 균형된 균형에서에서 고분자의 흐름을 결정 하는 힘 사이 질량 고 컬렉터 쪽으로 제트 유치 이어질 것입니다 결국 일관 된 비 계 형태학 12,28 도달 . 따라서, 제트의 통로의 분기 섬유 직경 또는 부정확 한 증 착의 강한 편차를 반영합니다. 우리의 경험에서 행동에서 3 개의 다른 변이 얻어질 수 있다.
첫째, 섬유 수 펄스, 현상 처음 달 튼 그룹12로 보고. 사이 불균형된 분포 정기적으로 축적 된 폴리머 출시 끊임없이 overfed 테일러 콘에서 섬유 결과에 질량과 각 끌기 힘을 전달. 중요 한 변화 통로 서로 다른 직경에 결과의 각도에서 발생합니다.
둘째, 지체 전기 제트 수집기의 속도 제트기의 압출 속도 보다 높은 경우 발생 합니다. 제트의 최종 증 착 지체 제트 기류를 일으키는 원인이 되는 spinneret의 수직 방향에서 멀리 떨어져 발생 합니다. 비행 경로 또한 인쇄 비의 크기를 최소화 한 overemphasized 곡률을 유사 합니다.
셋째, 변형 전기 제트기 발생 수집기와 매니페스트, 제트의 수직 충격으로 수집기 속도 설정 되는 제트는 spinneret에서 흐르는 속도 보다 느리게. 높은 전압을 적용 또한 수집기와 섬유의 직선 비행 경로 과도 한 가속을 생산 하 여 변형 발생할 수 있습니다. 루프의 원치 않는 증 착은이 경우에 관찰 된다.
프로세스를 다시 안정화 하는 프로토콜에서 제공 되며 표 4에 표시 된.
비 계 구현 관점에서 여러 혜택 PCL 및 뮤, 생체 적합성, 재현성, 직접 쓰기 또는 결과 아키텍처의 미리 디자인 된 사용자 지정을 통해 사용할 때 존재 합니다. 뮤는 모든 기존의 실험실 벤치에 지휘 될 수 있다, 솔벤트 무료 사용 하므로 폴리머 녹아, 따라서 그것은 비싼 증기 두건 또는 잔여 자료29의 철저 한 재활용 요구 하지 않습니다. 뮤 장치를 포함 하는 방에 들어갈 때 아무 냄새가입니다.
또한, 다공성 비 계 내에서 볼륨 비율 달성 높은 표면의 큰 장점은 이며 뮤 건설 기계 생물 응용 프로그램30적합 하 게.
됐 증 착 모델링31, 등 잘 알려진 3D 인쇄 기술에 비해 뮤는 정렬 구조의 인쇄 높이에 제한이 있습니다.이유는 트랩 모바일 충전 사업자 예금 된 섬유 내에서 정전기 힘을 적용 하는 고유의 프로세스에 표시 됩니다. 장비의 높이 약 4 m m를 초과 하면, 초과 요금의 합 비 계 행위 곧 섬유32격퇴 내 축적을 보고. 그 후, 대부분의 경우에서 결과 상위 레이어는 크게 왜곡.
기존의 3D 인쇄 기술에 또 다른 차이점은 재료의 증 착 과정에서 중단 될 수 없는 소재 압출을 보유 하 고 전적으로 결국 모든 시스템 매개 변수를 중지 하는 사실을에 놓여 있습니다. 이 디자인 제한 나타내고 G-코드를 프로그래밍할 때 간주 되어야 합니다. Jet 시작 될 수 있지만33, 연속 직접 쓰기 접근을 고려 하는 G-코드 프로그래밍 요구를 기계적으로 수행.
처리량 및 프로세스 효율성을 증가 뮤의 또한 도전 유적과 우리의 보기에 다른 왜이 기술 되지 않은 산업 수준 아직34위로 조정의 주된 이유를 나타냅니다. 첫째, 뮤 과정은 본질적으로 낮은 처리량이 낮은 흐름 속도 제한 된 컬렉션 속도 때문에. 그러나 두 측면,, jet, 인쇄에서 재현성의 제어 증 착을 위해 필수적입니다. 실제로, 최대 컬렉션 인쇄 과정에서 속도가 제한, 즉 사용 되는 재료의 물리적 경계를 드래그 힘 가능 한도 초과 하는 때 너무 높은 속도 제트기의 파손을 일으킬 것 이라고. 멀티 압출 뮤 장치, 즉 컴퓨터; 서로 가까운 거리에 여러 인쇄 머리를 사용 하 여 의존 하는 다른 전략을 고급 그러나, 이러한 다중 머리 것 각 머리의 전기 분야 사이 방해 원인과 이후 최종 섬유 증 착35를 왜곡. 직접 작성 된 섬유의 정확한 배치를 제어 달성 하기 어려울 수 있지만 needleless 용융 전기 머리 전기 제트기36, 상당수 생성. 그러나 뮤의 효율성을 향상으로 향후 개발, 혜택 것 이다 하지만 생물 지역 사회 뿐만 아니라 산업 여과, 섬유, 또는 에너지2에 대 한 응용 프로그램의.
이 자습서는 제안 된 매개 변수 설정에서 사용자 지정 된 건설 기계를 조작 하는 지침을 제공 합니다, 하지만 그것은 지적 해야 합니다 사소한 종속성 실내 온도 나 습도 등의 환경 조건에 존재 하 고 의도 하지 않은 발생할 수 있습니다. 편차37 이 자습서에 표시 결과 제어 실험실 공간 내에서 안정적인 환경 조건에서 실시 하는 Hutmacher 그룹에 축적 된 노하우를 기반으로 합니다.
PCL 뮤에 대 한 가장 눈에 띄는 후보입니다. 엔지니어링 관점에서 그것의 낮은 융해 점 (60 ° C)는 유익한이 고온 히터의 도전적인 구현을 필요로 하지 않습니다 (> > 100 ° C)에 가까운 높은 전압 소스에 거리. 소재 공학 수준에 PCL 반 전도성 고 강한 고분자 응집 액체와 고체 모두를 제공 한다. 강력한 기계적 스트레칭에 불구 하 고 점성 재료 어느 정도로, 저명한 섬유 숱이 수집 속도 증가 하는 경우에 발생 하거나 전압을 적용 채권. 수집을 이동 하지 않고 기존의 용융 전기 폴 리 프로필 렌, 폴 리 에틸렌 이나 나일론9같은 다른 폴리머와 보고 되었습니다. 그러나 직접 쓰기 원리의 신청, 주로 알려졌다 PCL로 및 추가 첨가제와 함께 일부 PCL 혼합의 점성38, 있지만 예외39,40. 그러나 미래에,, 우리 뮤에서 처리 하는 자료의 넓은 범위를 예견. 이, 차례로 예 처리 폴 리 프로필 렌 (녹는점 160 ° C에서)에 관해서는이 기술에 대 한 하드웨어 구성 요소 업그레이드 변경 뮤 장치 하드웨어의 현재 기술 요구 사항을 의미 것입니다.
매우 정확 하 고 제어할 수 있는 구조와 생체 고분자 건설 기계에 대 한 증가 관심 존재; 날짜에 뮤, 다른 biomanufacturing 기법에 비해 수 있는 서브 미크론 범위41에서 예외) (와 낮은 미크론 범위에서 아키텍처를 주문 제조의 유일한 기술을 나타냅니다. 이 특허 및 출판물30의 기하급수적으로 늘어난 금액을 리드 지난 년 이내. 따라서, 하드웨어 최적화의 구현을 통해 기술적 복잡성을 태 클 하 고 갈매기의 프로세스 제어의 설립은 매우 중요. 이 미래에 다양 한 응용 프로그램에 대 한 맞춤형된 구조와 장비의 생산을 촉진 한다.
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Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
이 작품 재정적으로 협동 연구 센터 CRC에 의해 세포 치료 제조, 첨가제 Biomanufacturing와 뮌헨의 기술적인 대학의 고급 연구를 위한 연구소에서 호주 연구 협의회 아크 센터를 지원 하고있다. 이 연구는 호주 연구 협의회 산업 변환 훈련 센터 첨가제 Biomanufacturing http://www.additivebiomanufacturing.org (IC160100026)에 의해 실시 됐다. 기사, 책, 텔레비전 이나 라디오 프로그램, 전자 매체, 또는 프로젝트에 관련 된 다른 문학 작품에 대 한 사이트를 방문 하시기 바랍니다. 또한, 저자 기꺼이 인정 마리아 Flandes Iparraguirre 촬영, 필립 허바드는 음성에 대 한에 Luise Grossmann 지원에 대 한 촬영과 편집에 대 한.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Plastic syringe | Nordson Australia Pty Ltd | 7012072 | EFD BARREL O 3mL Clear 50 |
| Medical grade Poly (ε-caprolactone) (mPCL) | Corbion Purac, The Netherlands | PURASORB PC12 | |
| 23 GA needle | Nordson Australia Pty Ltd | 7018302 | #23GP .013 X .25 ORANGE 50 PC |
| Plunger | Nordson Australia Pty Ltd | 7012166 | PISTON O 3mL WH WIPER 50 |
| Pressure adapter | Nordson Australia Pty Ltd | 7012059 | ADAPTER ASM O 3mL BL 1.8M |
| Aluminium collector | Action Aluminium, Australia | SHP2 | Sheet 5005 H34 |
| Acrylic glass | Mulford Plastics Pty Ltd | ACC6-13094 | |
| Mach 3 software | Art Soft | Purchased online | |
| Safety switch interlock | RS components Pty Ltd | 12621330 | |
| High voltage generator | EMCO High Voltage Co. | DX250R | |
| Temperature controller | WATLOW | PM9R1FJ | |
| X and Y positioning slide | VELMEX Inc. | XN-10-0020-M011 |
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