Ultrahohe Präzision und Genauigkeit beim Drucken

Ich arbeite in einem Lehrkrankenhaus und wir haben ein Forschungsprojekt, das wir verfolgen möchten. Wir möchten 3D-Röhrchen drucken, die wir Ratten implantieren, um die Nervenregeneration zu unterstützen. Wir sind im Moment an der Form der Röhren interessiert, mehr als an dem Material, das es ist oder ob es biokompatibel ist usw.

Bei dieser Frage geht es also nicht unbedingt darum, welche Art von Kunststoff oder was auch immer wir drucken sollen. Meine Frage lautet eher:

Wir möchten eine Tube mit einem Durchmesser von 1 mm, einer Länge von etwa 1 cm und möglichst vielen Mikroröhren drucken.

Ich habe derzeit einen Stratasys j750 in meinem Labor, einen UPrint Se und einen Prusa i3 Mk3s. Sie funktionieren alle gut, aber für das Detail, das ich suche, kommen Sie etwas zu kurz. Sie haben Genauigkeiten von 14 Mikrometern angekündigt (naja, der j750), aber das ist nur in z-Richtung, x und y sind eher wie 200. Wenn ich PRECISE kaufen wollte, welche Technologie sollte ich untersuchen?

Dies ist eine interessante Frage. Wenn wir über SLA und anderen 3D-Druck in Schmuckqualität sprechen, sollten Sie die Materialtoxizität berücksichtigen, wenn wir über medizinische Anwendungen sprechen. Sie können sich auch DLP-3D-Drucker ansehen, die jedoch keine so gute Qualität aufweisen.

Was Ihnen jetzt helfen kann, sind diese SLA-Drucker. Ich sehe, dass Form 3 25 Mikrometer mit einem Laserpunkt von 85 hat. Gut innerhalb Ihrer Toleranzen. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie zahnärztliches oder medizinisches Harz erhalten.

Beachten Sie, dass bei Biegungen Probleme mit dem SLA-Druck auftreten, je nachdem, wie steil die Winkel sind.

Es gibt andere Technologien wie Metall-3D-Druck oder SLS-Druck , die wahrscheinlich außerhalb Ihrer Preisspanne liegen, wie z. B. den HP Metal Jet, der 21 x 50 x 50 Mikrometer ausführen kann. Oder 3D-Druck auf Bindemittelbasis, der die beste Innengeometrie aufweist, da Pulver als Träger dient und leicht entfernt werden kann.

Es gibt viele speziell im Bereich Bio-Druck, die möglicherweise auch das sind, wonach Sie suchen. Dies ist eher eine Alternative. Sie können sehen, was die Forscher von Penn getan haben, wo sie Zucker verwendet haben, um Gefäßnetzwerke aufzubauen . Soweit ich weiß, verkaufen sie es derzeit nicht als Produkt. Hier finden Sie weitere Informationen zum Skalieren von Gefäßnetzwerken

Sehen Sie hier , um weitere Informationen zu anderen Drucktechnologien

Die typischen Low-End-Verbraucherdrucker, die derzeit im Bereich von 100 bis 800 US-Dollar üblich sind (ja, ich habe gesehen, dass kleine so billig verkauft werden), können dies selbst mit speziellen Düsen nicht erreichen.

Aber Ihre Maschine ist ein bisschen schöner. Wenn wir online auf der Herstellerseite der Maschine nachsehen, finden wir folgende Spezifikationen:

Schichtdicke
55 Mikrometer

ENTSCHLIESSUNG BAUEN
100 +/- Mikron Genauigkeit

Das wird es nicht schneiden. 100 Mikrometer sind 0,1 mm. +/- 100 Mikrometer bedeutet, dass in beiden Richtungen so viele Fehler auftreten können, von wo aus die Dinge sein sollten. Um zu veranschaulichen, warum dies zu viel ist, verwende ich das Bild der fraglichen Röhre mit dem Durchmesser von 1 mm als Skala und schichte das 100-Mikron-Fehlerpotential als Gitter über das Bild:

Dieses Gitter zeigt nicht die Größe des Filaments: nur die Fehlerquote. Es nähert sich dem, was wir brauchen, aber es ist noch nicht da. Um Ihre Röhren zuverlässig zu erstellen, soll der Fehler nicht mehr als 1/4 des Durchmessers einer Röhre selbst betragen. Basierend auf dem Bild beträgt die Röhrengröße etwa 180 Mikrometer. Sie möchten also nach etwas suchen, das einen Fehler im Bereich von +/- 45 Mikrometern aufweist. Vielleicht können Sie dies mit einer Röhre tun - eher einem abgerundeten Rechteck - die auf der Seite liegt.

Update dazu:

Per diesem Artikel: 3D-Druckstrategien zur Regeneration peripherer Nerven

Es gibt einige 3D-Drucktechnologien, die über das typische FDM / SLA / Polyjet hinausgehen und so klein werden können.

• Mikroextrusion schmelzen
• Zwei-Photonen-Polymerisation
• Etwas namens MEW
• kontinuierliche Produktion von Flüssigkeitsgrenzflächen

Ich fand verschiedene Artikel, in denen jemand so klein "druckte", aber es war oft eine Art Fehlbezeichnung, in der technisch etwas additiv hergestellt wurde, aber es war kein "Drucker", den man kaufen konnte. Ich denke, dass die Zwei-Photonen-Polymerisation die "beste" tatsächliche Druckmethode für das ist, was ich will, obwohl der Preis, der mit diesem Druckertyp verbunden ist, möglicherweise außerhalb meines Bereichs liegt. Aber es kann definitiv so klein werden, diese Technologie kann anscheinend bis in den Nanometerbereich reichen.

FDM / FF-Drucker können diese Auflösungen aufgrund verschiedener Einschränkungen nicht erreichen. Die größten Probleme sind Wandstärke und Auflösung:

Der Druck muss aus Wänden bestehen, die mindestens eine Düse breit sind. Im Handel erhältliche Düsen haben eine Fläche von 0,15 bis 0,2 mm, daher muss die dünnste Wand mindestens so breit sein oder ignoriert werden.

Die Auflösung ist wahrscheinlich ein noch größeres Problem: Gängige Consumer- und Industriemaschinen können angewählt werden, um Fehler bis zu 0,1 mm zu verursachen. Welches wäre mit den oben genannten kleinsten Düsen bis zu einer halben Wandbreitenverschiebung! Wenn Sie den Druck dadurch verschieben, wird die Funktionalität des Drucks mit Sicherheit zerstört.

Aber gibt es eine Lösung?!

Die einzige Lösung, die mir in den Sinn kommt, ist die Verwendung eines Druckers auf Harzbasis wie SLA oder DLP. SLA-Drucker können eine Schichthöhe von 0,025 mm erreichen, erfordern normalerweise eine Wandstärke von mindestens 0,14 mm, aber neuere Maschinen können diese fast um zwei reduzieren.

Der Fehler bei den SLA Form 2-Maschinen ist im Vergleich zu ihrer minimalen Wandbreite für Merkmale, die etwa 10% größer als die Punktgröße (0,144 mm) sind, so gut wie nicht vorhanden, sodass sie ab 0,15 mm ziemlich genau auf den Punkt gedruckt werden. Wenn Sie dies extrapolieren, benötigen Sie eine SLS-Maschine wie die Form 3 für mindestens zuverlässige Wandlinien mit einem Kreisverkehr von 0,09 mm. Eine Wandstärke ist normalerweise schlecht, kann jedoch Wände mit einem Umfang von 2 mm erreichen und bis zu 0,16 mm betragen.