 Ученые из немецкого общества Йозефа Фраунгофера, исследовательской организации, состоящей из 67 институтов, расположенных по всей Германии, создали суспензионный метод присадочного производства, который позволяет изготавливать костные имплантаты, зубные протезы, хирургические инструменты, а также медицинские микрореакторы.
Команда из Фраунгоферского Института Керамических Технологий, что в Дрездене, считают, что такой метод не имеет никаких ограничений относительно типа или цвета используемых компонентов.
«Мы можем работать с керамикой, стеклом, пластиков, и даже металлом, используя термопластический 3D-принтинг. Еще одно преимущество нашей технологии – возможность использования нескольких материалов одновременно», говорит доктор Тассило Мориц.
Главное, что нужно для того, чтобы такая технология стала доступной – это приготовить оптимальную керамическую или металлическую суспензию. Смеси полагаются на термостатическое связующее, которое превращается в жидкость при температуре приблизительно в 80 градусов Цельсия. Это очень важно для присадочного производства, так как таким образом суспензии могут очень быстро охлаждаться, а один слой готового продукта может накладываться на следующий. В связующем веществе рассеяны частицы металла, стекла и керамики.
«Наши смеси имеют очень однородную структуру, и мы можем задавать оптимальный уровень вязкости. Затем 3D-принтер распределяет материал в соответствии с заданной формой. Наши смеси не бывают ни слишком жидкими, ни слишком густыми. У нас получилось это только после того, как мы в совершенстве изучили все стадии подготовительного процесса», добавляет Мориц в сопутствующему разработке заявлению.
Температура, генерируемая в принтере электричеством, заставляет суспензию таять. После выпадения осадка, капли вещества немедленно начинают застывать – выходит на сцену вышеупомянутый процесс быстрого охлаждения. Затем заготовка постепенно формируется на плоской платформе. Так разные материалы можно добавлять при помощи разных печатающих головок.
«Еще одна сложность – наладить поведение разных суспензий во время постепенной агломерации компонентов так, чтобы можно было предупредить дефекты», говорит Мориц. «Для того, чтобы того достичь, мы модифицировали пудру, из которой первоначально изготовляются суспензии, используя особый процесс измельчения».
Во время агломерации керамические или металлические субстанции нагреваются под воздействием давления. Температуры субстанций остаются настолько низкими, что структура всей заготовки остается неизменной.
Новая разработка из Фраунгоферского Института открывает новые возможности для микрореакторов, созданных на основе керамических компонентов. В будущем микрореакционные технологии можно будет использовать в медицине. Рядом с кроватью пациента в больнице можно будет расположить устройство, размером не больше монеты. При помощи проводов и каналов толщиной в несколько сотен микрометров микрореактор будет смешивать различные лекарства и подстраивать смесь под состояние пациента в данный момент.
Однако, в данный момент произвести таких электронных микроврачей не так-то просто.
«Мы можем создать керамические компоненты, которые подходят для создания таких устройств, но не можем заставить их правильно работать. Сейчас микрореакторы создаются, в основном, из пластин. Внутренние и внешние соединения всегда представляли проблему. Теперь мы можем просто напечатать их любой необходимой формы».
|
