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光固化3D打印技术的应用以及如何工作
文章来源:本站 人气: 830 发表时间: 2021-07-15 17:03

光固化3D打印机成型技术是使用高功率激光器将容器种类的液态感光树脂凝固,生成必要的3D立体形状的增材制作领域中受欢迎的技术之一。简单地说,该过程使用低功率激光器和光聚合将光敏树脂以层为单位转换成外部的3D固体塑料。


SLA(SteroLithorgraphiy Aparatus)是光凝固成形技术的一种,使用紫外线激光束,对每个层选择性地使感光性高分子树脂硬化来生成物体。在这个过程中使用的材料是液体形式的光热硬化聚合物。这个工艺是1984年取得美国专利,很早发展起来的快速成型技术。这样的加工方法简单而全面地用传统的加工方法制造出难以制作的复杂的立体形状。


纵维立方光固化3D打印机.png


DLP是“数字光投影”技术(Digital Light Processing),是光硬化成型技术的一种,所使用的消耗材料与SLA相同,是光硬化树脂。DLP装置中包含用于放入能够被特定波长的紫外线照射而固化的树脂的树脂槽,DLP摄像系统位于液槽下端,该摄像面正好位于液槽底部,由能量和图形控制,每次一次一次地固定厚度和形状的薄层树脂可以凝固(该层树脂与之前切断的截面形状完全相同)。


在液槽的上方设置有拉伸机构,每当剖面曝光完成时,将一定的高度向上方拉伸(该高度与层状的厚度一致),使当前凝固完成的固体树脂与液槽的底面分离,与板或上次成形的树脂层粘接以每个层为单位曝光和提升以生成三维实体。DLP和SLA的区别在于DLP是投影仪的数字光源,SLA是激光头。因此,DLP扫上去是一面,SLA仅由激光点成形。


SLA和DLP是光射出成型,所以精度高得多。来自DLP的光是扇形光,被散射,SLA是激光,接近直线,精度比DLP好。


使用光固化3D打印技术,可以在光照射的精确控制条件下固化光敏聚合物形成结构。光固化3D打印机应用行业不仅在化工、材料等领域,现代应用主要集中在生命科学和医学领域。


适用例:光固化3D打印机技术可以制造更多的组织器官。这里有几个典型的例子。


创伤修复:

来自芬兰奥布研究所大学和澳大利亚的仰光大学的研究人员使用纳米纤维和生物印刷墨水。利用钙离子和紫外线,低浓度生物墨水结构稳定,可印刷成高精度的三维生物支持。对于3T3成纤维细胞的无细胞毒性和生物相容性,可以促进纤维形成细胞的增殖。这项研究为创伤修复的粘连提供了潜在的应用前景。


软骨头:

临床治疗对修复软骨缺损有很大的挑战。美国俄克拉荷特大学和华南理工大学的科学家为了有效修复骨骼和软骨的缺陷,开发了与纳米胶囊结合的双重水凝胶结构。



前景展望:

除了以上几个方面,光固化3D打印机主要应用于神经生物学、血管、皮肤、角膜组织及器官芯片等。在3d生物打印工艺中,这一工艺是不容忽视的。    







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