橡胶类材料在3D打印中的应用
橡胶的种类繁多,不同的橡胶具有不同的特殊属性,而不同橡胶的各种*特属性正好与3D打印的个性化设计思路致,可以赋予3D打印制品*特的性能,因而受到了广泛的关注。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备、卫生用品以及汽车内饰、轮胎、垫片、电线、电缆包皮和高压、**高压绝缘材料等。它们主要适用于展览与交流模型、橡胶包裹层和覆膜、柔软触感涂层和方滑表面、 旋钮、把手拉手、把手垫片、封条、橡皮软管、鞋类等。
目前,橡胶类材料在3D打印中应用非常泛,**硅橡胶的使用为普遍,**硅橡胶是指分子主链以Si- 0键为主,侧基为**基团(主要是中基)的一类线形聚合物。 其结构中既含有**基团,又含有无机结构,这种特殊的结构使其成为兼具无机和**的高分子弹性体。近年来,硅橡胶工业*发展,为3D打印材料的选择提供了方便。
**硅化合物以及通过它们制得的复合材料品种众多。性能优异的不同**硅复合材料,已经通过3D打印在人们的日常生活中如农业生产、个人护理及日用品、汽车及电子电气工业等不同领域得到了广泛的应用。在3D打印领域,**硅材料因为有其*特的性能,成为医疗器械生产的。**硅材料手感柔软,弹性好,且强度较**乳胶高。
例如在医疗领域里使用的喉罩要求很高,罩体透明便于观察,它必须能很好地插人到人体喉部,从而与口腔组织接触;舒适并能反复使用,保持干净清洁。
《盘点近年来价值的8大3D打印医疗生物案例》 这些大家比较熟悉的医疗生物3D打印案例,至于能够直接打印人体血液这个还是次听说。这里就分享一个国外关于3D打印血液的应用给大家作为参考。
如果我们可以对人体血液进行生物打印怎么办?这是微型3D打印研究领域Sciperio的项目设备制造商nScrypt。这家美国公司与Safi Biosolutions和日内瓦基金会等合作伙伴一道,希望在**范围内促进血液供应。在美国,据估计有1.11亿公民是合格的献血者,约占人口的37%。但是,每年只有不到10%的合格献血者捐赠。然而,该项目才刚刚开始– Sciperio宣布将使用nScrypt的SmartPump技术,该过程允许将材料非常精确地以微观规模进行沉积,并使用生物反应器来产生血液。随着时间的流逝,人们希望他们的技术可以扩大规模,以便更大范围地生物打印血液。
生物打印的目的是设计能够执行与当今相同功能的细胞结构,并使这些结构在体内生存。许多项目旨在创造功能和可行的人体器官,无论是肝脏,肾脏还是心脏。3D技术一点一点地发展,显示出对医疗领域充满希望的未来。Sciperio通过专注于生物打印的血液而成为这种动力的一部分。该项目无疑将耗时很多年–我们已经知道步将用于定义精确的路线图,该路线图已经投资了880万美元。
Sciperio解释说,它首先设想了一个装有传感器的自动生物反应器,以进行准确的反馈和实时监控。这是用来制造血液的机器。下一步,该公司将使用nScrypt的SmartPump将非常精确数量的成分微观分配到生物反应器中,主要是生长促进剂。这将使细胞生长和分化。正是这一步骤需要增材制造技术:SmartPump实际上是具有皮升容量控制的微打印头。它的喷嘴直径仅为10微米。
nScrypt和Sciperio的执行官Ken Church博士补充说:“ 血液生物制造有很多有趣的方面和益处,包括对人类的终益处。从仅几个细胞开始,我们的生物反应器将产生数十亿个细胞,这是患者输血的必要条件。我们相信,这一项目将有在需要的地方和时间提供稳定,安全,可负担,按需的血液。” 这个项目可能要再过几年才能完成,但是开始是有希望的!
3D打印是集材料、3D打印设备研发以及下游应用的产业。上游为3D打印材料研发制造层,包括辅助运行(三维扫描仪、控制软件等)、基础配套(步进电机、芯片等)和打印材料(钛合金、金属粉、光敏树脂等)。
中游为3D打印设备研发制造,下游为应用领域,3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车领域等。
就长期的需求增长而言,上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业会发展得更好。因为在通用化的技术标准不断推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。而从个人消费到工业制造,不管哪个领域快速增长,对耗材的需求都是必不可少的。
3D打印设备主要分为桌面级和工业级两种。桌面级是3D打印技术的初级阶段和入门阶段,能够很直观地阐述3D打印技术的工艺原理。
工业级的3D打印机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。两者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同。其中,打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的重要标志。
模具对于生产力有着很大的提高,许多批量生产的产品还是使用大量模具进行制造加工。同是,对于制作个性化有设计感产品时有时也需要要模具的辅助,例如饼干制造,糕点烘焙行业。因此,可见模具在我们生活中还是扮演着十分重要的角色。
然而,3D打印技术虽提倡定制化生产,却也带给了模具生产一条新的思路。通过3D打印的模具,或许具有*到的设计优势、有定制化不同的生产优势,或许能给模具的功能带来不同的提升。总而言之,目前已经有不同的领域,包括工业制造、生活制造、医疗制造上多个领域都已经有了3D打印制造模具的经典案例了。
热冲压模具需要冷却液通道,以确保使退火金属板材的温度快速降低至200摄氏度以下。在以往,通常需要采用在模具中直接钻孔的方式制成冷却液通道,因此,几乎不可能在表面上产生连续位置,对于复杂形状的模具则更是如此。而现在,借助3D打印技术,舒勒公司正在制造使通道符合更完近净形的原型模具。因此可确保组件的所有部位能以同等速度快速冷却,从而实现更好的零部件特性。
3D打印的组合模在高达95%的程度上具有与实际模具相同的机械性能和技术特性。