基于液滴的青岛3D打印微流控技术

首页    基于液滴的青岛3D打印微流控技术

加州大学戴维斯分校(UC Davis)的研究人员发表了一篇论文,详细介绍了由微流体技术进行3D打印的新方法,该方法由化学工程助理教授Jianjian Wan领导。

这项新技术使用基于液滴的多相微流体系统来高效地3D打印微调的柔性材料。它允许用户实时操纵挤出的油墨成分和性能,从而能够制造具有不同成分和性能的各种功能结构。研究人员看到了该技术在软机器人,组织工程和可穿戴技术中的潜在应用。


使用Wan Lab新的基于液滴的3D打印方法打印的材料

使用微流控技术的基于液滴的3D打印


研究人员首先解释说,尽管3D打印技术可能旨在“无缝改变打印结构中的成分和功能特性”。但是,大多数用于基于挤出的打印的油墨在成分上都是静态的,并且动态调整油墨成分的
确实,使用传统的基于挤出的3D打印技术,材料被推过喷嘴,然后逐层重复地添加到结构中,直到完成产品为止。尽管这是一种高效且具有成本效益的方法,但它很难打印由多种材料制成的结构,而
因此,Wan的小组寻求为基于挤出的3D打印创建一种方法,该方法允许在打印时使用液滴夹杂物调制挤出的墨水。研究人员注意到,基于挤压的3D打印机中使用的喷嘴类似于该团队一直在研究的玻璃毛细管微流大多数基于挤出的3D打印机使用非常简单的喷嘴,并且由于我们已经开发了这些玻璃微流体,我们认为, “为什么不将其应用于3D打印呢?””Jianjian Wan解释说。
溶液(PEGDA)的液滴封装在一种称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅基有机聚合物中。 PDMS围绕滴头流动,产生PEGDA的细小液滴,然后当两种材料在制造时都流到3D打印结构上时,将其均匀地插入PDMS中。

最终结构被描述为看起来像“吃豆人迷宫”,其上有被PDMS围绕的PEGDA小滴点。 PEGDA从液滴中扩散出来后,会干扰PDMS的聚合过程,导致材料软化并使结构更柔韧。

Wan的研究小组还证明,基于液滴的3D打印方法可用于生产带有封装的聚合物颗粒和金属液滴的柔性多孔结构。此外,可以通过改变液滴的大小和流速来改变结构的柔韧性。这为研究人员提供了广泛的选择范围,以设计其材料结构并根据目标应用改变灵活性,而这是基于标准喷嘴的方法所难以做到的。

“通过改变液滴(包括水性和液态金属液滴)的空间分布,可以原位调整3D打印构造的机械特性,”论文的作者解释说。
 

2020年6月22日 10:33
浏览量:0
收藏