北京航空航天大学研究人员开发的一种新型3D打印技术能够打印出最小壁厚为50微米、最小特征尺寸为10微米的多材料管状结构。
这项研究发表在《国际极限制造杂志》上，有一天可能会导致管状移植物的快速定制方法，并在牙科、航空航天等领域制造管状部件。
在没有支撑结构(如组织血管和管状移植物等)的情况下，制造复杂而精细的径向多材料几何模型具有挑战性。
“超薄光滑管状结构是常见的在生物医学工程、“Jiebo李说通讯作者在纸上和在生物科学与医学工程学院教授,北京航空航天大学。
“在传统的笛卡尔坐标系中很难制造这样的结构。为了更好地适应管状结构，为什么不把3D打印平台设计成圆柱体呢?通过采用极坐标系、旋转和缩回步骤，这些结构的制造可以很容易地实现。”
在过去的几十年里，许多先进的3D打印技术得到了发展，打印速度快，精度高。然而，这些技术都不适合制造多材料薄壁管状结构。
为了在多材料支架打印中实现不同的机械性能，研究人员利用基于笛卡尔坐标的3D打印技术，熔融沉积建模(FDM)来制造管状结构。通过在x-y平面上打印每一层并在z方向上堆叠不同的层来创建所需的形状。
然而，腔内支架通常具有较大的宽高比，管径小，长度长，难以稳定地站立在支撑板上。
基于极坐标，BUAA研究人员开发了一种以旋转芯轴为基材的印刷装置，称为极坐标线投影光固化生产(PLLP)技术。图案光照明在旋转芯轴上产生微小的固化聚合物结构。
研究人员利用PLLP技术实现了薄壁多材料管状结构的制造。他们通过仿真和力学实验验证了PLLP技术相对于传统的基于笛卡尔坐标的3D打印方法的优势。此外，他们还证实了打印水凝胶材料的可行性。
李教授说:“PLLP最大的优点是可以快速制造表面光滑的管状多材料结构。”“这种方法对于管状移植物的快速定制以及其他领域管状部件的制造尤其有益。”
研究人员仍在继续这项工作，希望能提高成形速度和分辨率。他们的目标是将PLLP技术应用于更广泛的领域，如牙科和航空航天。
更多信息:王汇源等，钢管结构的极坐标线投影光固化连续3D打印，国际极限制造杂志(2024)。DOI: 10.1088/2631-7990/ad3c7f由国际极端制造杂志提供引文:研究人员开发了超薄多材料管状结构的新型3D打印(2024,4月30日)检索自2024年5月1日https://techxplore.com/news/2024-04-3d-ultra-thin-multi-material.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
