تعزيز الطباعة الحيوية برؤوس طباعة جديدة ومبتكرة

عندما نتحدث عن الابتكارات الحديثة في القطاع الطبي، فإن أحد الموضوعات التي غالبًا ما يتم طرحها هو الطباعة الحيوية. يُعرّف هذا المفهوم بأنه استخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد للجمع بين الخلايا وعوامل النمو و / أو المواد الحيوية لصنع أجزاء طبية حيوية، وهو مفهوم مثير لتطبيقاته المحتملة الواسعة. من خلال التحول إلى الطباعة الحيوية، يمكن للأطباء الطباعة ثلاثية الأبعاد للأعضاء أو العظام المتوافقة حيوياً أو أكثر مما يحدث ثورة في الرعاية الصحية. ومع ذلك، نظرًا لأنه مجال متطور، فإنه لا يزال بحاجة إلى حلول جديدة لتلبية المتطلبات الخاصة للسوق. لحسن الحظ، كان أحد اللاعبين في السوق، Visco Tec Pum pen- und Dosier Technik GmbH (Visco Tec)، قادرًا على التحول إلى التصنيع السريع للمنتجات GmbH (rpm)، ومن ثم Carbon، لإنشاء رؤوس طباعة أفضل مصممة للطباعة الحيوية من خلال استخدام عملية Carbon Digital Light Synthesis ™ (DLS ™).

تقوم Viscotec بتصنيع حلول الجرعات لتقنية التجاويف اللامركزية. يستخدم حل رأس الطباعة Pure dyne الخاص بهم خراطيش تستخدم مرة واحدة حاصلة على براءة اختراع، مما يتيح التوزيع الدقيق للطباعة الحيوية القائمة على البثق. في النهاية، من المتوقع أن يتم استخدام رؤوس الطباعة هذه في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك نماذج الأعضاء، وأبحاث السرطان، وهندسة الأنسجة، والطب الشخصي، والسقالات، وتطوير الأدوية واختبارها، والغذاء، والأعضاء على رقاقة، ومستحضرات التجميل، من بين أمور أخرى. إنهم يعملون من خلال معالجة السوائل ذات اللزوجة المنخفضة إلى العالية والمعاجين مثل الهلاميات المائية والمواد المحملة بالخلايا، والأحبار الموصلة، ومعاجين السيراميك وغيرها. ومع ذلك، نظرًا للطبيعة الحساسة للطباعة الحيوية، فقد ثبت أن تصنيع رأس الطباعة صعب حيث كان من المستحيل تقريبًا القيام به بالطرق التقليدية. قدم التصنيع الإضافي الحل.

يتضمن رأس الطباعة Pure dyne مواد مطحونة (يسار) وقنوات داخلية معقدة (غير معروضة) تتطلب طباعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة (اعتمادات الصورة: Pure dyne)

التحول إلى التصنيع الإضافي للحصول على رؤوس طباعة أفضل للطباعة الحيوية

عندما بدأت Viscotec في تصميم جزء رأس الطباعة Pure dyne ، كانوا يعرفون أن لديهم عددًا من المتطلبات. على وجه التحديد، يجب أن يكون الجزء مصنوعًا من مادة تمت الموافقة عليها طبيًا وكانت مقاومة كيميائيًا للمنظفات والمطهرات. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتم تصنيعه بحل يوفر حرية تصميم عالية، وتحمل ضيق، وتنظيف سهل، وجودة سطح عالية. يُعد التصنيع الإضافي خيارًا واضحًا عندما يتعلق الأمر بحرية التصميم العالية فضلاً عن كميات الإنتاج المنخفضة التكلفة والفعالة من حيث التكلفة، ولكن بالنسبة للمنتج المثالي، لا يمكنهم اللجوء إلى أي تقنية.

على سبيل المثال، عند محاولة صنع الجزء باستخدام SLS وطريقة AM أخرى وPA12، وجدوا أن جودة السطح لا تفي بالمعايير اللازمة. علاوة على ذلك، لم يكن ما بعد الإنتاج حلاً كافياً حيث لم يكن من الممكن الوصول إلى القنوات الداخلية والتخفيضات، مما أدى أيضًا إلى استبعاد الطحن. ومع ذلك، من خلال العمل مع شريك إنتاج الكربون rpm ، وجدوا أن عملية Carbon DLS لا يمكنها تلبية جميع متطلباتهم فحسب، بل إنها تتيح لهم أيضًا الوصول إلى مادة كانت مثالية أيضًا للجزء.

كما تعلم على الأرجح، تعتمد عملية الكربون DLS على البلمرة الضوئية، وهي عملية معروفة بقدرتها على إنتاج أجزاء دقيقة للغاية بسرعة عالية بجودة سطح عالية دون معالجة لاحقة كبيرة. كانت جودة السطح العالية اللازمة للجزء ممكنًا بشكل أكبر بفضل المواد المستخدمة، Carbon MPU 100. لم يفي هذا فقط بجميع متطلبات المواد، بما في ذلك التوافق الحيوي والصلابة ودقة الشكل العالية ومقاومة المذيبات، ولكن حصل على الموافقات الطبية التي سمحت أن تكون على اتصال بالخلايا الحية. بالإضافة إلى ذلك، تسمح الأجزاء المصنوعة من هذه المادة بجودة سطح عالية وغير صفراء.

جزء رأس الطباعة الذي تم إنشاؤه بواسطة rpm باستخدام عملية Carbon DLS MPU 100 (اعتمادات الصورة: الكربون)

باستخدام DLS، كان من الممكن إنشاء القنوات الداخلية المعقدة لرأس الطباعة Pure dyne. كانت هذه ضرورية لأن القنوات تتيح مصدر هواء يحرك المكبس لأسفل لضمان حصول المضخة دائمًا على المواد. لم يكن إنشاء القنوات الداخلية بالإضافة إلى مساحة التثبيت الصغيرة ممكنًا من خلال تقنيات أخرى بما في ذلك القولبة بالحقن أو الطحن. علاوة على ذلك، لم تتيح العملية القدرة على طباعة الأشكال الهندسية المعقدة بسهولة فحسب، بل سمحت أيضًا بتفاوتات صارمة. كل هذه العوامل مجتمعة سمحت لـ Viscotec بعمل رأس طابعة مثالي لاحتياجاتهم الخاصة.

ماذا كانت النتائج؟

بشكل عام، استفادت Viscotec بشكل كبير من استخدام التصنيع الإضافي، وخاصة تقنية DLS الخاصة بالكربون، في إنشاء رؤوس الطباعة الخاصة بهم. بالإضافة إلى تلبية جميع المتطلبات، كانت هناك فوائد إضافية لاستخدام عملية الكربون DLS، في المقام الأول عندما يتعلق الأمر بوقت التسويق والتكلفة والوزن الخفيف. بفضل استخدام AM، تمكنت Viscotec من تقليل أبعاد رأس الطباعة. ساعد العمل مع rpm أيضًا Viscotec على إزالة المزيد من المواد دون المساس بجودة الطباعة. انخفض الوزن الناتج بنسبة 55٪، وانتقل من 275 جم إلى 125 جم، وانخفض الحجم أيضًا، متحركًا من ارتفاع 22 سم إلى 16.5 سم، أي انخفاض بنسبة 25٪ تقريبًا.

سمح العمل مع rpm واستخدام عملية Carbon DLS لـ Viscotec بتقليل الوقت اللازم للتسويق من سنة واحدة إلى 4 أشهر فقط. تعتبر DLS أيضًا مناسبة تمامًا لإنشاء أجزاء حسب الطلب دون التضحية بجودة الجزء، مما يعني أنه من الممكن الحفاظ على الإنتاج منخفضًا وفعالًا من حيث التكلفة وكذلك ضمان إمكانية تخصيص كل رأس طباعة لاحتياجات العميل

اعتمادات الصورة: Pure dyne

النتائج؟ كان Carbon و rpm قادرين على إنشاء ما يعتبره Viscotec منتجًا أفضل بشكل جذري. وفقًا للشركات، تمكنت Viscotec من حل عدد من مشكلات الطباعة الحيوية الشائعة باستخدام هذا الحل بما في ذلك تقلبات العمليات ودقة الطباعة الحيوية وإبر الاستغناء المسدودة. منذ إطلاق المنتج، فاز رأس الطباعة Pure dyne بجائزة Red Dot Design 2022 لتصميم الصناعة وهو الآن يدخل سوق أمريكا الشمالية. يمكنك معرفة المزيد عن رأس الطباعة Pure dyne هنا.

المصدر: 3dnatives

المزيد هنا:

طباعة رقمية
ماكينات طباعة العلب
ماكينات طباعة اوراق رسمية
ختم خاص
طباعة دفتر فواتير
طباعة سندات صرف
طباعة بنر
استاند رول أب
طباعة لوحات اكريليك
طباعة تاغ جلد