- 静电纺丝/近场直写技术

静电纺丝/近场直写技术

高压静电直写技术-熔融直写

高压静电直写技术-熔融直写


近年来,3D微纳米打印技术发展迅速,通力微纳在直写成型技术方面进行了近十年的技术开发,形成了一系列相关设备,现已实现直径1微米单根纤维丝的3D打印,可以精确打印多种材料的三维微纳结构;同时还可以进行直径1微米的微纳点阵的平面打印,可以打印任意平面图形,已成功应用于复杂微纳电路的打印。

与静电纺丝相比,高压静电直写技术通过减小静电纺丝的接收距离和工作电压,结合精密3D运动平台,使带电射流以单根接近直线的方式到达接收装置。直写技术可以有效控制单根纤维的沉积位置,制得直径1-100微米直径的单根有序纤维图案化结构。直写技术制备的纤维直径虽然是静电纺丝的10~100倍,但静电纺丝无法精确控制纤维的排布形式,熔融直写和近场纺丝都能根据预设的各种图形打出理想结构的材料。另外,熔融直写不使用任何溶剂,没有溶剂残留,特别适合制备生物材料。

高压静电直写设备包含:高压电源、高温喷头、精密熔体推动装置或微量泵、高精度3D运动平台或旋转收集装置、软件控制系统、环境控制系统等。

高压静电直写


静电直写与静电纺丝的区别:

静电直写技术

静电纺丝技术

原材料

熔体 或 溶液

以聚合物溶液为基础的各种材料

制成的材料

几何堆积,3D2D的图案化立体结构

平整的膜状材料

纤维尺寸

1-数十微米直径的点、线组合

20-1000nm的纤维呈杂乱或有序排布的膜状结构

使用电压

1KV~10KV

10KV~100KV

接收距离

<1cm

8-20cm

产品尺寸

通常为<10cm×<10cm平面结构 或边长<10cm3D结构

任意尺寸的膜材料

环境友好

熔融直写不使用溶剂

使用一定的有机溶剂

高压静电直写成型技术的特点:

l  使用材料:流体。1.熔点低于400℃的材料,熔融状态下流动性好。2.具有一定粘度的溶液。

l  最小分辨率:1微米

l  应用范围:生物组织工程、人造器官、血管、微纳电路、精密器件、电极材料、光学器件、传感器、微流体器件等。

l  成本低,操作简单。

l  原料来源广泛,应用领域可无限扩展。


熔融静电直写技术


熔融直写技术可简单有效的制备直径1-100微米的单根纤维丝,并能有效地控制纤维的沉积位置,多次逐层堆积制备出微纳结构的三维物品。与传统的熔融沉积技术相比,由于电场力的拉伸和牵引作用,熔融静电直写技术能制备出直径小于针头直径的纤维,最近,通力微纳的工程师通过设计特殊结构的针头,甚至实现了1微米左右的纤维的直写。

通常,熔融静电直写中,接收距离只有不到1厘米,这是为了接收泰勒锥的直线运动部分的纤维,尽管如此,当纤维落到接收板的时候,仍然还是有一定的鞕动,难以收集到堆积整齐的直线和预设的曲线。通力微纳的工程师通过大量的试验,发现了纤维运动的规律,设计了高精度3D运动平台和专用控制软件,控制纤维的运动,精确制备了多层(超过100层)精密堆积的3D结构的材料。

熔融静电直写技术制备的纤维,无溶剂残留,形貌良好,表面光滑,无间断,原材料来源广泛,实现了微米级线状材料的精确打印,现已可以打印预设的直线、曲线,逐层排布整齐,是制备三维微纳结构的一种主要技术。

熔融直写技术由于可以制备复杂微纳结构,且图案分辨率高,工艺简单,不使用溶剂、无污染,现已逐渐成为制备微流体器件的优势技术。

根据文献和客户反馈,在组织工程支架方面,高压静电直写技术已经成功制备了各种组织工程支架,如血管组织支架、骨组织工程支架、软骨组织工程支架、心脏组织工程支架、皮肤组织工程支架、牙周组织工程支架、微流道支架。 高压静电直写技术制备的纤维直径和支架孔径都分别在1~50微米和200~400微米之间,符合细胞的生长条件,在组织工程中拥有广阔的发展前景。


相关设备,参阅https://www.tlwnt.com/product-3-6.html


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