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协同抗疫小能手,3D打印技术知多少

2020-03-05 16:39:23来源:塑料机械网整理发布 阅读量:26201

  【塑料机械网 编辑视角】 3D打印呈现了一种新的生产方式,与传统生产方式相比,它相对而言更快速、更节约。其更加突出的优势在于,该技术可以对复杂模型进行完全复制,不需要模具及夹具,具有高度的可创造性。因而随着3D打印技术的不断发展,也为人类带来更多的科研灵感。
 
  作为目前颇具潜力的生产技术,3D打印正逐渐深入到各种领域,包括机械制造、生物医疗、航空航天等。在眼下新冠肺炎的抗击行动中,我们也可以看见3D技术的身影:
 
  3月2日,湖南郴州市第一人民医院制作完成了关于新冠病毒感染的肺部模型,通过3D技术,1:1打印显示出了患者的肺部病情分布情况。据该院放射科主任何玉成介绍,利用3D打印技术制作的模型与CT影像相比更加直观,在治疗期间用于导诊治疗,为患者提供更加理性可观的治疗方案,又可以在日后的教学科研中作为教学模具,为新冠肺炎的深入研究提供数据支撑。
 
  2月25日,湖南云箭集团有限公司紧急拉通的3D打印护目镜生产线日产量突破2000副,每副护目镜镜框镜框打印时间约1小时,镜框为中空结构,重量仅70多克。其采用了密闭性好的TPU硅胶作为密封材料,实现与脸部的贴合,减少镜片起雾状况。
 
  万华化学向匹克体育免费提供了300公斤TPU线材和100公斤TPU粉末,通过使用3D打印技术制作了一批口罩调节器,并已交付到湖北地区的一线防疫医务人员使用。
 
  科思创选用热塑性聚氨酯TPU材料,先一批3D打印出来的50个口罩调节器,已捐赠给湖北孝感防疫指挥部;本周,科思创已通过上海金桥碧云公益基金会,向上海市第六人民医院捐赠500个口罩调节器,并已联系合作伙伴Raise 3D和Polymaker继续扩大产能,同时加强与公益组织的合作。
 
  现如今,随着科技的进步,3D打印整个行业都有了新的突破,相关的打印材料、打印技术、打印装备、打印软件等分支的发展现状都呈现百花齐放的态势:
 
  赢创
 
  作为致力于研发医疗植入物生物材料的企业,赢创一直以来不断尝试对生物医疗领域中应用的3D打印材料进行创新,已成为业内通过GMP认证的3D打印生物可吸收聚合物丝材、粉末和颗粒供应商。
 
  RESOMER®生物可吸收聚合物是赢创重要的一项应用技术服务,该产品适用于骨科、牙科和软组织等多领域的植入应用。此前赢创宣布推出一种新的RESOMER®丝材系列,来实现个性化、高分辨率生物可吸收植入物的3D打印,而在最近,赢创再次宣布一种可通过选择性激光烧结(SLS)设备实现植入式医疗器械高分辨率 3D 打印的生物可吸收聚合物粉末——RESOMER® PrintPowder研制成功。
 
  日前赢创又推出一款新的3D打印软件,该软件由以色列初创企业Castor开发,能够执行多面的技术和成本分析,并生成一份简单明了的报告,分别显示增材制造工艺与传统制造工艺的损益平衡点。通过分析零部件的几何设计、材料和造价成本,该软件能帮助制造商选择合适的3D打印工艺,并以此达到节约成本的目的。
 
  FossiLabs
 
  美国初创公司FossiLabs不久前通过利用3D打印熔丝制造(FFF)工艺,使用聚醚醚酮(PEEK)来设计多孔类骨结构,以此改善医疗植入器械,这也是一种医疗器械的创新应用,将意味着在3D打印空间内,3D打印实体或指定的多孔结构成为可能。
 
  瑞士洛桑联邦学院
 
  瑞士洛桑联邦学院应用光子学设备实验室(LAPD)研究人员近期开发了一种突破性的3D打印技术。该技术基于层析成像原理,在液态塑料或生物凝胶中,通过激光实现打印液体材料的聚合硬化,准确地进行打印元件的细节雕刻,可制造直径为2厘米的物体,精度可达80微米,在制作助听器、护齿托等柔软物件方面具有良好的表现,可以期待未来该技术在医学和生物学的应用前景。
 
  万华化学
 
  目前3D打印材料中较为成熟的是树脂塑料,但是能够良好地实现3D打印生产者并不多,无法完全满足高端工业3D打印的需要。常用的3D打印塑料材料包括PA、TPU、PLA、ABS、PEEK、PCL等,PP作为五大通用高分子材料之一,受制于其收缩率,在3D打印应用中效果不佳。
 
  万华化学此前推出了PP粉末材料——WANFAB® PP700N。该PP粉末具有球形度高、粒径适中和粒径分布窄的特点,此外粉末的流动性高、粉床铺展平整光滑,给予了SLS打印良好的打印精度,有效减少成品的翘曲变形,并提升断裂伸长率至20%。此外,特殊的助剂组合使还赋予了该PP粉末良好的热稳定性,可多次回收使用,大大降低了打印成本。
 
  结语:3D打印打破了人们对产品制造生产方式的固有印象,展示了其更准确、更具创造性的优点,并在越来越多的领域中实现了技术应用扩展,提供了更加理想的解决方案。3D打印作为一种颇具潜力的技术,让我们共同期待未来它的表现!
 
  资料参考:赢创、CPRJ中国塑料橡胶、万华微世界、科思创在中国、湖南日报

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