Новая технология 3D-печати, разработанная исследователями из Университета Бэйхан, позволила печатать трубчатые конструкции из нескольких материалов с минимальной толщиной стенок до 50 микрометров и минимальным размером элемента 10 микрометров.

Работа, о которой сообщается в Международном журнале экстремального производства , может когда-нибудь привести к созданию метода быстрой настройки трубчатых трансплантатов и производству трубчатых компонентов в таких областях, как стоматология, аэрокосмическая промышленность и многое другое.

Сложно изготавливать сложные и деликатные радиально модели из нескольких материалов без поддерживающих структур, таких как тканевые сосуды и трубчатые трансплантаты, среди прочего.

«Гладкие ультратонкие трубчатые структуры широко распространены в биомедицинской инженерии », — сказал Цзебо Ли, автор статьи и профессор Школы биологических наук и медицинской инженерии Университета Бэйхан.

«Трудно изготовить такие конструкции в традиционной декартовой системе координат. Чтобы лучше приспособить трубчатые конструкции, почему бы не спроектировать платформу 3D-печати в виде цилиндра? Приняв полярную систему координат, этапы вращения и втягивания, производство этих конструкций может быть легко достигнуто».

За последние несколько десятилетий было разработано множество передовых методов 3D-печати, обеспечивающих высокую скорость печати и высокую точность. Однако ни один из этих методов не подходит для изготовления тонкостенных трубчатых конструкций из нескольких материалов.

Чтобы добиться различных механических свойств при печати стентов из нескольких материалов, исследователи использовали технологию 3D-печати на основе декартовых координат и моделирование методом наплавления (FDM) для изготовления трубчатых структур. Желаемая форма создается путем печати каждого слоя в плоскости xy и укладки разных слоев в направлении z.

Тем не менее, внутрипросветный стент обычно имеет большое соотношение сторон, малый диаметр трубки и большую длину, что затрудняет его устойчивое положение на опорной пластине.

Основываясь на полярных координатах, исследователи BUAA разработали установку для печати с вращающейся оправкой в ​​качестве подложки, получившую название «Технология линейно-проекционного светоотверждаемого производства в полярных координатах» (PLLP). Узорчатое световое освещение создает крошечные затвердевшие полимерные структуры на вращающейся оправке.

Исследователи использовали технологию PLLP для изготовления тонкостенных трубчатых конструкций из нескольких материалов. Они подтвердили преимущества технологии PLLP перед традиционными методами 3D-печати на основе декартовых координат посредством моделирования и механических экспериментов. Кроме того, они подтвердили возможность печати гидрогелевых материалов.

«Самым большим преимуществом PLLP является то, что можно быстро изготавливать трубчатые конструкции из нескольких материалов с гладкой поверхностью», — сказал профессор Ли. «Этот метод особенно полезен для быстрой настройки трубчатых трансплантатов, а также для производства трубчатых компонентов в других областях».

Исследователи продолжают работу, надеясь улучшить скорость и разрешение формования. Они стремятся применить технологию PLLP в более широком спектре областей, таких как стоматология и аэрокосмическая промышленность.