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一种新工艺允许大规模生产3D打印的微尺度颗粒

2024-03-19 14:49:22  来源:激光网原创    

激光网3月19日消息,在过去的一年里,我们在微尺度3D打印领域看到了许多重要的里程碑。现在又有了另一个,因为加州斯坦福大学的研究人员开发了一种新的微尺度3D打印工艺,用于生产各种形状的颗粒。新工艺最引人注目的是其非凡的速度,每天可以高效生产多达 100 万个高度详细和可定制的颗粒。

根据斯坦福大学的新闻稿,这些3D打印的微观颗粒适用于制造,医学和研究。例如,它们可以专门用于微电子、微流体,并作为复杂制造过程以及药物和疫苗输送的磨料。该研究部分由比尔和梅琳达·盖茨基金会和美国国家科学基金会研究生研究奖学金计划资助。

到目前为止,这种微尺度颗粒的生产一直非常困难。需要非常具体的光供应、树脂特性和载物台运动的组合,才能以可扩展的方式生产颗粒。然而,这种新的光聚合工艺提供了一种解决方案。

斯坦福大学医学院转化医学教授、该论文的通讯作者约瑟夫·德西蒙解释说:“使用光来制造没有模具的物体,为粒子世界开辟了一个全新的视野。我们认为,以可扩展的方式做到这一点会带来利用这些粒子来推动未来行业的机会。我们对此感到兴奋,以及其他人可以利用这些想法来推进自己的愿望。

微尺度颗粒工艺建立在“连续液体界面生产”的基础上,这是DeSimone及其同事在2015年推出的一种快速树脂工艺。这种速度之所以成为可能,是因为敏感的结构可以硬化,而不必从窗户上撕下每一层。这要归功于紫外线光源上方的透氧窗口,它创造了一个所谓的“死区”,可以防止液态塑料硬化,从而防止它无意中粘在窗口上。

然而,研究人员希望利用该工艺一次生产更多的颗粒,每天最多生产100万个高度详细和可定制的微尺度颗粒,这在以前涉及手工工作和大量时间。因此,为了适应现有工艺以大规模生产定制的微小颗粒,研究人员创建了一种称为“卷对卷CLIP”的扩展。这个名字来源于该过程的工作方式,类似于传送带。首先,将薄膜拉伸并转移到CLIP 3D打印机上,然后该打印机一次在薄膜上打印数百个结构。印刷后,在传送带上对结构进行清洗、固化和去除,然后再次卷起空膜。

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