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協同抗疫小能手,3D打印技術知多少

2020-03-05 16:39:23來源:塑料機械網整理發布 閱讀量:27784

  【塑料機械網 編輯視角】 3D打印呈現了一種新的生產方式,與傳統生產方式相比,它相對而言更快速、更節約。其更加突出的優勢在于,該技術可以對復雜模型進行完全復制,不需要模具及夾具,具有高度的可創造性。因而隨著3D打印技術的不斷發展,也為人類帶來更多的科研靈感。
 
  作為目前頗具潛力的生產技術,3D打印正逐漸深入到各種領域,包括機械制造、生物醫療、航空航天等。在眼下新冠肺炎的抗擊行動中,我們也可以看見3D技術的身影:
 
  3月2日,湖南郴州市第一人民醫院制作完成了關于新冠病毒感染的肺部模型,通過3D技術,1:1打印顯示出了患者的肺部病情分布情況。據該院放射科主任何玉成介紹,利用3D打印技術制作的模型與CT影像相比更加直觀,在治療期間用于導診治療,為患者提供更加理性可觀的治療方案,又可以在日后的教學科研中作為教學模具,為新冠肺炎的深入研究提供數據支撐。
 
  2月25日,湖南云箭集團有限公司緊急拉通的3D打印護目鏡生產線日產量突破2000副,每副護目鏡鏡框鏡框打印時間約1小時,鏡框為中空結構,重量僅70多克。其采用了密閉性好的TPU硅膠作為密封材料,實現與臉部的貼合,減少鏡片起霧狀況。
 
  萬華化學向匹克體育免費提供了300公斤TPU線材和100公斤TPU粉末,通過使用3D打印技術制作了一批口罩調節器,并已交付到湖北地區的一線防疫醫務人員使用。
 
  科思創選用熱塑性聚氨酯TPU材料,先一批3D打印出來的50個口罩調節器,已捐贈給湖北孝感防疫指揮部;本周,科思創已通過上海金橋碧云公益基金會,向上海市第六人民醫院捐贈500個口罩調節器,并已聯系合作伙伴Raise 3D和Polymaker繼續擴大產能,同時加強與公益組織的合作。
 
  現如今,隨著科技的進步,3D打印整個行業都有了新的突破,相關的打印材料、打印技術、打印裝備、打印軟件等分支的發展現狀都呈現百花齊放的態勢:
 
  贏創
 
  作為致力于研發醫療植入物生物材料的企業,贏創一直以來不斷嘗試對生物醫療領域中應用的3D打印材料進行創新,已成為業內通過GMP認證的3D打印生物可吸收聚合物絲材、粉末和顆粒供應商。
 
  RESOMER®生物可吸收聚合物是贏創重要的一項應用技術服務,該產品適用于骨科、牙科和軟組織等多領域的植入應用。此前贏創宣布推出一種新的RESOMER®絲材系列,來實現個性化、高分辨率生物可吸收植入物的3D打印,而在最近,贏創再次宣布一種可通過選擇性激光燒結(SLS)設備實現植入式醫療器械高分辨率 3D 打印的生物可吸收聚合物粉末——RESOMER® PrintPowder研制成功。
 
  日前贏創又推出一款新的3D打印軟件,該軟件由以色列初創企業Castor開發,能夠執行多面的技術和成本分析,并生成一份簡單明了的報告,分別顯示增材制造工藝與傳統制造工藝的損益平衡點。通過分析零部件的幾何設計、材料和造價成本,該軟件能幫助制造商選擇合適的3D打印工藝,并以此達到節約成本的目的。
 
  FossiLabs
 
  美國初創公司FossiLabs不久前通過利用3D打印熔絲制造(FFF)工藝,使用聚醚醚酮(PEEK)來設計多孔類骨結構,以此改善醫療植入器械,這也是一種醫療器械的創新應用,將意味著在3D打印空間內,3D打印實體或指定的多孔結構成為可能。
 
  瑞士洛桑聯邦學院
 
  瑞士洛桑聯邦學院應用光子學設備實驗室(LAPD)研究人員近期開發了一種突破性的3D打印技術。該技術基于層析成像原理,在液態塑料或生物凝膠中,通過激光實現打印液體材料的聚合硬化,準確地進行打印元件的細節雕刻,可制造直徑為2厘米的物體,精度可達80微米,在制作助聽器、護齒托等柔軟物件方面具有良好的表現,可以期待未來該技術在醫學和生物學的應用前景。
 
  萬華化學
 
  目前3D打印材料中較為成熟的是樹脂塑料,但是能夠良好地實現3D打印生產者并不多,無法完全滿足高端工業3D打印的需要。常用的3D打印塑料材料包括PA、TPU、PLA、ABS、PEEK、PCL等,PP作為五大通用高分子材料之一,受制于其收縮率,在3D打印應用中效果不佳。
 
  萬華化學此前推出了PP粉末材料——WANFAB® PP700N。該PP粉末具有球形度高、粒徑適中和粒徑分布窄的特點,此外粉末的流動性高、粉床鋪展平整光滑,給予了SLS打印良好的打印精度,有效減少成品的翹曲變形,并提升斷裂伸長率至20%。此外,特殊的助劑組合使還賦予了該PP粉末良好的熱穩定性,可多次回收使用,大大降低了打印成本。
 
  結語:3D打印打破了人們對產品制造生產方式的固有印象,展示了其更準確、更具創造性的優點,并在越來越多的領域中實現了技術應用擴展,提供了更加理想的解決方案。3D打印作為一種頗具潛力的技術,讓我們共同期待未來它的表現!
 
  資料參考:贏創、CPRJ中國塑料橡膠、萬華微世界、科思創在中國、湖南日報

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