ETH蘇黎世科學(xué)家研發(fā)嵌入式磁鐵3D打印技術(shù)
魔猴君 行業(yè)資訊 2185天前
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機械與加工工程系的博士生Kai von Petersdorff-Campen開發(fā)了一種3D打印技術(shù)，用于制造含磁鐵的產(chǎn)品。他通過3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法，稱為“嵌入式磁體打印”，并獲得了美國人工內(nèi)臟器官協(xié)會（ASAIO）的原型設(shè)計一等獎。
原型的橫截面深灰色的磁性元件清晰可見（照片：Kai von Petersdorff-Campen /蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）
Petersdorff-Campen說：“我的目標(biāo)不是制造出良好的心臟泵，而是要展示如何在一步中生產(chǎn)它的原理?！?/span>
人工心臟泵不僅是幾何形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，更重要的是，它們含有磁鐵 - 而且在使用磁鐵進(jìn)行3D打印的領(lǐng)域，研究仍處于起步階段。因此，Petersdorff-Campen的心臟泵是首批使用3D打印制造磁性元件的原型之一。
這位26歲的博士生今年春天開發(fā)了原型。 Petersdorff-Campen稱他新開發(fā)的方法是“嵌入式磁鐵印刷”。關(guān)鍵是要確保磁鐵直接在塑料中3D打印。磁粉和塑料在印刷前混合并加工成稱為長絲的股線。使用FDM技術(shù)，這些燈絲作為噴嘴打印，因為噴嘴自動輸出計算機生成的形式及其各種組件。然后將印刷的片在外部磁場中磁化。塑料心臟泵原型總共花了15個小時進(jìn)行打印。
最大的困難之一是長絲的發(fā)展：添加到顆粒混合物中的磁性粉末越多，磁體越強，但這會導(dǎo)致最終產(chǎn)品更脆。 “我們對各種塑料和混合物進(jìn)行了測試，直到長絲具有足夠的柔韌性以進(jìn)行印刷，但仍具有足夠的磁力，”Petersdorff-Campen說。
Petersdorff-Campen在一本學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了他的著作。反應(yīng)各不相同，他解釋說：“有些人已經(jīng)在詢問他們可以在哪里訂購材料。”有人批評3D打印不適合生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備，因為他們必須經(jīng)歷各種審批程序。 “不過，這不是我的重點，”Petersdorff-Campen強調(diào)說。 “我只是想表明這個原則。”他確信科學(xué)家和開發(fā)人員值得進(jìn)一步發(fā)展。
柔性燈絲由聚合物 - 磁性粉末混合物組成（照片：Kai von Petersdorff-Campen / ETH Zurich）
魔猴網(wǎng)認(rèn)為，盡管他的方法可能不適合制造心臟泵，但磁體3D打印的潛力巨大。磁鐵還用于電動機，例如許多技術(shù)家用設(shè)備中的電動機，從計算機的硬盤驅(qū)動器到揚聲器和微波爐。如今，具有磁體的幾何形狀復(fù)雜的部件通過復(fù)雜的注塑成型生產(chǎn)，但是使用3D打印可以使該過程明顯更快且更便宜。
Petersororff-Campen表示，這還有很長的路要走：“在材料和加工方面還有很多需要改進(jìn)的地方?！崩?，他的心臟泵能夠成功地每分鐘泵送2.5升，旋轉(zhuǎn)1000次，但這還不符合實踐中要求的標(biāo)準(zhǔn)：“我不希望植入這樣的設(shè)備。”
