Niestandardowa drukarka 3D tworzy lepsze urządzenia mikrofluidyczne

Systemy mikrofluidalne służą do poprawy analizy procesów biologicznych i chemicznych poprzez zapewnienie bardziej kontrolowanego środowiska obsługi płynów. Zwykle tworzone są w formie monolitycznej poprzez techniki mikroprzetwarzania, które ograniczają projektantów do pracy w dwuwymiarowej przestrzeni. Ale w artykule zatytułowanym "Wytwarzanie reaktorów fludiycznych za pomocą niestandardowego procesu drukowania 3D" zespół naukowców bada wykorzystanie drukowania 3D do tworzenia urządzeń mikroprzepływowych.

Naukowcy po raz pierwszy zastosowali Formlabs Form 2 SLA 3D drukarka do zbadania możliwości drukowania urządzeń mikroprzepływowych 3D przy niskich kosztach.

"Drukowanie 3D umożliwia wytwarzanie mikroreaktorów z wbudowanymi kanałami 3D w jednej części, bez złączy lub dodatkowych zewnętrznych interfejsów rurowych, które mogłyby spowodować utratę płynu , "Stwierdzają naukowcy. "Omówiono potencjalne problemy i wyzwania projektowe oraz podkreślono krytyczne kwestie. Wśród nich najbardziej ograniczającymi cechami były: chropowatość powierzchni, która jest spowodowana odkładaniem wielu kolejnych warstw i ścieżką lasera i wpływa na optyczną czystość kanałów; rozdzielczość drukarki, która ogranicza rozmiar kanału; uwięziona żywica, która może zestalać się i blokować mikrokanały. "

Aby pokonać te ograniczenia, naukowcy opracowali niestandardowe rozwiązanie oparte na technologii DLP-SLA. Kryteria projektowe drukarki 3D spełniały dwa główne wymagania:

Drukarka 3D została stworzona przez złożenie gotowego projektora DLP wyposażonego w matrycę micromirror 1024 x 768, lustro z regulacją osi przechyłu , mechanizm druku 3D i zestaw niestandardowych uchwytów. Po skalibrowaniu drukarki 3D opracowano trzyetapowy proces drukowania w celu wytworzenia przezroczystego urządzenia fluidalnego. Pierwszy etap polegał na wykonaniu części podstawowej na płycie drukarskiej za pomocą tradycyjnej procedury drukowania. Drugi etap drukowania polegał na umieszczeniu na dnie zbiornika żywicy obrazu odpowiadającego górnej części. Na koniec nadrukowano kanały za pomocą strzykawek z alkoholem izopropylowym w celu przepłukania niespolimeryzowanej żywicy i utwardzono metodą obróbki końcowej UV.

"Proces drukowania 3D jest kompromisem między rozdzielczością, czasem przetwarzania i ostatecznym rozmiarem modelu, "Podsumowują naukowcy. "Systemy o wysokiej rozdzielczości można zwykle uzyskać tylko dla małych objętości roboczych. Proponowane rozwiązanie nie stanowi wyjątku od odległości roboczej projektora DLPmożna zmieniać, modyfikując zarówno rozdzielczość, jak i rozmiar wydruku. Można jednak użyć projektorów o większej rozdzielczości, umożliwiających drukowanie mniejszych funkcji bez modyfikowania projektowanej konfiguracji. Ponadto integracja pomiędzy niestandardową drukarką 3D a specjalnie zaprojektowaną żywicą może znacznie zwiększyć złożoność nadających się do produkcji kształtów. Opracowana drukarka 3D może być dodatkowo dostosowana przez zastąpienie projektora DLP systemem projekcji LED o spektrum dostosowanym do wykorzystania konkretnej żywicy. " CD3D .

Autorami publikacji są Sandro Barone, Marcello Braglia, Roberto Gabbrielli, Salvatore Miceli, Paolo Neri, Alessandro Paoli i Armando Viviano Razionale.