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【中國智能制造網(wǎng) 技術前沿】日前，麻省理工學院的科學家開發(fā)了一種用于生產(chǎn)納米纖維網(wǎng)格的3D打印噴嘴裝置。這可能會使納米纖維網(wǎng)格制作更簡單、更便宜、更準確。研究人員計劃繼續(xù)研究，表明3D打印可用于制造由更具彈性的3D打印材料制成的靜電紡絲源。
降低納米纖維網(wǎng)成本 MIT研發(fā)新型3D打印噴嘴
近日，麻省理工學院的研究人員開發(fā)了一種用于生產(chǎn)納米纖維網(wǎng)格的3D打印噴嘴裝置。使用DLP 3D打印機制造的設備與其MIT制造的前身的速度和功率相匹配，但以更低的成本生產(chǎn)更均勻的纖維直徑。
納米纖維網(wǎng)的創(chuàng)建被證明在從水過濾到組織工程到太陽能的廣泛應用中是有益的。但是，通常很難獲得制造網(wǎng)格所需的條件：傳統(tǒng)上需要一個空氣凈化的空間用于的網(wǎng)格制作，這使得該過程對于許多研究目的來說是不切實際的，甚至是不可能的。
麻省理工學院研究人員開發(fā)的一種新的3D打印設備，可能會使納米纖維網(wǎng)格制作更簡單、更便宜、更準確。
微型微流體裝置由一組小型噴嘴組成，含有聚合物顆粒的流體混合物可通過該噴嘴排出。噴嘴被布置成兩排，彼此稍微偏移，這使得能夠制造對準的納米纖維。
這種排列的納米纖維對于組織支架特別有用，但也可以調節(jié)該裝置以適應未對準的納米纖維，這實際上可以顯著地加速該過程。
參與研究的麻省理工學院研究人員堅信，像這種簡單的3D打印噴嘴系統(tǒng)設備可以徹底解決納米纖維創(chuàng)建難題。
麻省理工學院微系統(tǒng)技術實驗室的主要研究科學家、研究小組的新研究論文的資深作者Luis FernandoVelásquez-García說：“我個人認為，在未來幾年內，沒有人會在潔凈室內做微流體。這是因為沒有理由這樣做：3D打印是一種可以做得更好的技術。”
3D打印的一大優(yōu)點是，通過3D打印新的微流體裝置，麻省理工學院的研究人員能夠快速測試和修改新的設計。
3D打印噴嘴設備的開發(fā)過程大約需要一年時間，在此期間，團隊3D打印了大約70次迭代。對于未打印的微制造設備，可能需要大約兩年時間才能完全測試兩個或三個設計。
Velásquez-García補充說，3D打印提供了“更好的材料選擇，有可能真正實現(xiàn)您想要的結構”，而且比使用干凈的“非常昂貴”的過程更具成本效益。
麻省理工學院研究人員使用Reify 3D制作的3,500美元(大概包括投影機成本)的Solus DLP 3D打印機來制造他們的設備。
諸如太陽能電池的設備可以受益于納米纖維，因為它們的表面積與體積的比例高。因此，只有在非常小的尺度才能滲透的材料，如水過濾器等等，可以輕量化和堅固的材料，如身體護甲。
然而，為了充分利用這些應用中的任何一種，制造的納米纖維需要具有一致的直徑，新的3D打印設備確保在這方面非常出色。
Velásquez-García解釋說：“如果你的直徑有很大的差距，那意味著只有百分之幾的人真的在工作。示例：您有一個過濾器，過濾器具有介于50納米和1微米之間的孔。這真的是一個1微米的過濾器。3D打印設備在調節(jié)納米纖維的直徑方面非常好，因為其發(fā)射體-聚合物混合物通過其進入成為納米纖維的管狀部分是“內部進料的”。發(fā)射器具有穿過它們的孔，并且通過液壓填充有液體。一旦完全充滿，電場會將流體混合物作為微小纖維拉出。”
在以前的設計中，在發(fā)射體完全充滿之前，纖維有時會被拉出，因為“外部進料”系統(tǒng)沒有那么有效。
新設計還采用卷繞式錐形通道，這是保持直徑一致的關鍵。
值得一提的是，研究人員計劃繼續(xù)研究，表明3D打印可用于制造由更具彈性的3D打印材料(如陶瓷)制成的靜電紡絲源。他們補充說，發(fā)射器可以包括更復雜的幾何形狀，甚至表明可以實現(xiàn)多材料紡絲，以創(chuàng)建具有多種所需特性的智能材料。
據(jù)了解，研究員Veltosquez-García和博士后ErikaGarcía-López和Daniel Olvera-Trejo撰寫了標題為“用于大規(guī)模生產(chǎn)具有小直徑擴散的對齊納米纖維墊的3D打印多重電紡絲源”的研究論文，并已經(jīng)在納米技術上發(fā)表。
(原標題：MIT開發(fā)出以更低成本制造多功能納米纖維網(wǎng)的新型3D打印噴嘴設備)
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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