西安点云生物推出两款陶瓷3D打印机

南极熊3d打印
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2020年11月11日,南极熊注意到,西安点云生物推出了两款陶瓷3D打印机:FFP生物陶瓷3D打印机、DLP光固化陶瓷3D打印机。

西安点云生物科技有限公司(Xi’an Particle Cloud Biotechnology Co., Ltd.)是一家国际领先的为生物工程、医疗健康和先进制造等领域提供先进材料、创新产品和智能装备的高新技术企业。他们提供全方位的生物材料研发、生产和技术服务,在可降解生物陶瓷、生物高分子及其复合材料方面积累了丰富的应用经验,擅长生物材料的3D打印技术。可定制生物墨水及3D打印工艺,从四个方面(材料、软件、装备、应用)全面自主研发,为用户提供从打印耗材、打印设备到实际应用的全套解决方案。公司采用无丝打印技术(Filament-free Printing, FFP)不需要预制打印丝线,能够直接将陶瓷材料在常温下逐点逐线逐层打印成型,这不但能显著降低现有的打印耗材成本,而且能够自由搭配材料组合,实现多种材料复合打印,极大地拓展现有打印材料的选择范围。主要客户涵盖医院、高校、科研院所和企业研发部门等,分布在生物医疗、教育、新材料、新能源,智能制造等领域。

生物陶瓷3D打印机

点云生物推出的生物陶瓷3D打印机(PCPrinter BR)采用无丝打印(Filament Free Printing, FFP)技术,可根据骨科临床患者的骨缺损尺寸、形状和内部孔隙等参数,精确定制出可生物降解的理化特性和外观结构仿生的人工骨。同时,该打印机广泛适用骨组织再生、软组织生物结构体和药物控释等材料,为生命科学、材料科学、组织工程和药物开发等领域的研究者提供新的研究工具。

△生物陶瓷3D打印机

功能特点

1. 用户可自由配比复合化打印浆料,材料粘度可高达50万厘泊;

2. 低粘度(如蒸馏水)至高粘度浆料均可实现0.001ml高精度定量;

3. 精确控制打印线宽和间距,孔隙结构按需精准定制;

4. 仿生外形和孔隙结构软件算法支持;

5. 拥有核心无丝打印技术的自主知识产权;

6. 打印材料通过系列体外实验和动物骨缺损修复实验,生物相容性佳;

7. 提供从耗材、打印设备到实际应用的全套解决方案。

适用材料

1.  骨组织再生材料:羟基磷灰石(Hydroxyapatite)、磷酸三钙(Tricalcium phosphate) 、聚醚醚酮(Polyether-ether-ketone)、珍珠质(Nacre);

2.  软组织生物结构体材料:明胶(Gelatine)、骨胶原(Collagen)、琼脂(Agar)、纤维蛋白(Fibrin)、海藻酸盐(Alginate)、聚氨基葡萄糖(Chitosan);

3.  药物控释材料:聚乙酸内脂(PCL)、乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLLA)、羟基乙酸淀粉钠(Sodium Starch Glycolate)。

△生物陶瓷3D打印样品

核心技术参数

1.  喷头数量:单喷头

2.  适应浆料粘度:≤50万厘泊

3.  打印速度:0.08~2ml/s

4.  打印精度:0.001ml

5.  打印尺寸:150×150×120mm

6.  打印床温度:-10~70℃

7.  打印区域低温:低至-150℃

△世界首例3D打印可再生人工骨四肢修复大段骨缺损临床试验

基于该型生物陶瓷3D打印机,点云生物完成了世界首例3D打印可再生人工骨四肢修复大段骨缺损临床试验。点云生物根据患者骨缺损形状尺寸建立三维数字模型,采用3D打印技术制作出具有生物安全性的钙磷生物陶瓷复合材料,打印出与患者股骨髁部骨缺损形状相符的多孔生物陶瓷人工骨,并复合患者自身骨髓细胞,植入骨缺损部位成功修复长达5cm股骨髁部骨缺损。

光固化陶瓷3D打印机

南极熊了解到,点云最新推出光固化陶瓷3D打印机,采用下沉式DLP(Digital Light Processing)投影技术,配合对应的陶瓷树脂在投影区域产生光聚合反应固化,一次可以成型一个面,成型速度快,适应材料范围广,打印成功率高,支撑部分去除容易,体积小巧,定位生产级应用;基于该型打印机,点云生物开展了齿科、关节和脊柱等医疗领域的陶瓷打印和应用研究;该型打印机更是可以广泛应用于军工、工业制造、建筑、运输、考古和教育等领域。

功能指标

1. 满足405nm光敏树脂及对应陶瓷树脂浆料的打印成型功能

2. 拥有自动刮料功能

3. 投影画质分辨率为1920*1080

4. 投影像素精度为50um,成型尺寸为96mm×54mm

5. 具有辅助调平及液面检测功能

6. 采用光源上照式,模型托盘下沉式

7. 支持光照时间、打印层厚等参数的设置功能

8. 具备可视化的参数配置界面

9. 具有三维模型以及打印状态的显示功能

核心技术参数

1. 打印范围(长×宽×高):96mm×54mm×100mm

2. 层高控制精度:≤10um

3. 光学引擎光源波长:405nm

4. 光学引擎投影画质分辨率:1920×1080

5. 打印机投影像素精度为50um/投影幅面大小96mm×54mm

6. 料槽最小用量:2L,最大用量:5L

配套光固化陶瓷材料

外观:白色粘稠液体   

陶瓷类型:α-Al2O3 、3Y-TZP

陶瓷含量:约50%体积分数

固化光源波长:405nm

陶瓷树脂密度:2.0~3.8g/cm3

粘度:13000~25000 CPS@25℃

成型效果参数示例

1.3D打印氧化铝陶瓷主要技术指标:

氧化铝陶瓷树脂中陶瓷的体积含量:≥50%

颜色:白色

烧结件密度:≥3.7g/cm3

烧结线性收缩率:≤20%

孔隙率:≤5%           

熔点:2054℃

耐磨性:≤0.1g/cm3

洛氏硬度:≥80 HRA

抗弯强度:≥150MPa

抗压强度:≥550 MPa

断裂韧性K1C:≥3MPa ?m1/2

导热系数:20W/m ?K

热膨胀系数:7.2×10-6m/m ?K

导热率:20-30W/K ?m(25℃)

介电强度:15KV/mm

介电常数:9

介质损耗:5.10-3 (9GHz)

体积电阻率: 1012-1014/Ω?cm (25℃)

耐化学性:抗氧化,耐酸碱腐蚀

最高使用温度:1500℃

2.3D打印氧化锆(3Y-TZP)陶瓷主要技术指标:

氧化锆陶瓷树脂中陶瓷的体积含量:≥50%

颜色:白色

烧结件密度:≥5.9g/cm3 

烧结线性收缩率:≤21%

孔隙率:≤5%           

熔点:2700℃

耐磨性:≤0.06g/cm3

洛氏硬度:≥90 HRA

抗弯强度:≥400MPa

抗压强度:≥850 MPa

断裂韧性K1C:≥6-15MPa?m1/2

导热系数:1.6-2.03W/m?K

热膨胀系数:10.5?10-6?k-1

导热率:1.2W/K?m(25℃)

介电强度:19KV/mm

介电常数:27

介质损耗: 2?10-3 (1GHz)

体积电阻率: 1012-1014/Ω?cm(25℃)

耐化学性:抗氧化,耐酸碱腐蚀

最高使用温度:1400℃

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