材料

兹达尔尼·瑟维斯(Zdalny servis)将反应式喷墨3D打印技术与滴注技术和FDM技术相结合

波兰IT服务公司Zdalny Serwis该公司正在加快其Duroplast活性喷墨打印(DRIP) 3D打印技术的发展,预计将于今年晚些时候推出一套完整的打印系统。

公司目前正在FDM升级的功能齐全的原型滴打印机,使印刷的支持结构部分,并一直在努力制定一系列polyurethane-based材料刚性和弹性,为即将到来的滴灌系统优化。

“我们认为这项技术可以应用于印刷有机电子和生物技术印刷水凝胶凭借这项技术非常简单,我们目前正在探索一种允许软骨印刷的墨水,但它处于早期研究阶段,“Zdalny Serwis的研发负责人Maciej Zawadzki说。

“将不同的生物相容性油墨与药物混合,可以生产药物输送系统,打印功能梯度材料的能力进一步提高了可能的应用,如复合材料。”

渲染原型滴水3D打印机。图片来自Zdalny Serwis。
渲染原型滴水3D打印机。图片来自Zdalny Serwis。

滴水3D打印

Zawadzki及其团队于2016年开始开发滴水3D打印技术,并从两年后从波兰国家中心获得融资,以推进该过程。现在,该团队拥有全功能原型滴水3D打印系统,并不断使用新的油墨组合物,以提高印刷稳定性并改善材料特性。

对于DRIP的定义,Zawadzki解释道:“整个概念介于活性添加剂制造(RAM)、PolyJet和活性喷墨打印。“

该技术涉及在触点时迅速反应的中空中碰撞墨滴,以形成3D印刷部件。

实现喷射液滴的聚结是重要的,以确保不同墨水之间的所需反应可靠地发生。为此,分离器和惰性气体气氛防止墨水分配器堵塞并保证打印头的稳定运行。同时,集成控制器测量液滴并在必要时重新计算喷射参数。

一旦沉积,含有反应性油墨的组合液滴就在混合后立即开始固化,在几秒钟内形成凝胶结构,因此材料不会在其自身的重量下流动。3D打印对象的完全固化需要24小时。

基于喷墨的3D打印为研究人员提供了创造微观和复杂设备的机会医学和化学研究,除了微流体实验室的芯片设备应用,由于其对精度的需求下降。

近年来,已经部署了技术的变化精确的医学和化学研究,用于所谓的应用2.5D打印,以及其他小说的发展混合添加剂制造工艺

通过滴水实现不同的性质

根据公司的说法,墨水之间的层沉积时间和反应时间是影响印刷物体属性的变化的关键参数。据报道,滴水式原型打印机能够实现超过10um的组合液滴沉积精度,具有300um直径的组合液滴。

因此,可以通过高达1kHz的频率可靠地碰撞墨滴,并且在线自动校正分配时间以及液滴体积和速度。该控制使DRIP打印机能够改变反应性油墨的混合比以允许生产功能级材料。

自技术首次开发以来,Zdalny Serwis团队扩展了打印系统,包括两个打印头系统,便于在一个印刷中促进不同类型的材料的混合。该公司目前专注于基于聚氨酯和聚氨酯的油墨的开发,但也已经成功地测试了硅氧烷和丙烯酸酯。

使不同组分按不同的比例混合,从而获得参数变化的材料。例如,在印刷过程中降低硬化剂的用量,会使材料具有更高的弹性。公司在印刷过程中,随着比例的改变,可以制造出性能逐渐变化的产品。

“我们开发了一种系统,可以实现稳定运行,确保具有高液滴沉积精度的液滴的可重复聚结,”Zawadzki说。“在我们看来,这项技术非常有前途,但需要更多的特殊材料来充分展示其优势。”

滴灌3D打印工艺。图片来自Zdalny Serwis。
滴灌3D打印工艺。图片来自Zdalny Serwis。

滴注与FDM结合

随着DRIP打印机在今年晚些时候正式推出,Zawadzki和他的团队一直在努力为机器升级,以便打印支持结构和与反应式油墨的FDM材料的交流。

据该公司介绍,升级将在夏季的某个时候可用,及时在秋季揭幕。

“在未来,有可能创建反应性特殊的FDM细丝,以获得不同材料层之间的反应,”Zawadzki说。“我们计划推出的材料基于具有刚性或弹性特性的聚氨酯,其具有比目前可用的FDM的更好的材料特性。”

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特色图片显示原型滴水3D打印机。照片通过Zdalny Serwis。

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