西安點云生物兩款陶瓷3D打印機 功能、特點及技術參數(shù)

2020年11月11日，南極熊注意到，西安點云生物推出了兩款陶瓷3D打印機：FFP生物陶瓷3D打印機、DLP光固化陶瓷3D打印機。

西安點云生物科技有限公司（Xi’an Particle Cloud Biotechnology Co．， Ltd．）是一家國際領先的為生物工程、醫(yī)療健康和先進制造等領域提供先進材料、創(chuàng)新產(chǎn)品和智能裝備的高新技術企業(yè)。他們提供全方位的生物材料研發(fā)、生產(chǎn)和技術服務，在可降解生物陶瓷、生物高分子及其復合材料方面積累了豐富的應用經(jīng)驗，擅長生物材料的3D打印技術。

可定制生物墨水及3D打印工藝，從四個方面（材料、軟件、裝備、應用）全面自主研發(fā)，為用戶提供從打印耗材、打印設備到實際應用的全套解決方案。公司采用無絲打印技術（Filament－free Printing， FFP）不需要預制打印絲線，能夠直接將陶瓷材料在常溫下逐點逐線逐層打印成型，這不但能顯著降低現(xiàn)有的打印耗材成本，而且能夠自由搭配材料組合，實現(xiàn)多種材料復合打印，極大地拓展現(xiàn)有打印材料的選擇范圍。主要客戶涵蓋醫(yī)院、高校、科研院所和企業(yè)研發(fā)部門等，分布在生物醫(yī)療、教育、新材料、新能源，智能制造等領域。

生物陶瓷3D打印機

點云生物推出的生物陶瓷3D打印機（PCPrinter BR）采用無絲打?。‵ilament Free Printing， FFP）技術，可根據(jù)骨科臨床患者的骨缺損尺寸、形狀和內(nèi)部孔隙等參數(shù)，精確定制出可生物降解的理化特性和外觀結構仿生的人工骨。同時，該打印機廣泛適用骨組織再生、軟組織生物結構體和藥物控釋等材料，為生命科學、材料科學、組織工程和藥物開發(fā)等領域的研究者提供新的研究工具。

生物陶瓷3D打印機

功能特點

1． 用戶可自由配比復合化打印漿料，材料粘度可高達50萬厘泊；

2． 低粘度（如蒸餾水）至高粘度漿料均可實現(xiàn)0．001ml高精度定量；

3． 精確控制打印線寬和間距，孔隙結構按需精準定制；

4． 仿生外形和孔隙結構軟件算法支持；

5． 擁有核心無絲打印技術的自主知識產(chǎn)權；

6． 打印材料通過系列體外實驗和動物骨缺損修復實驗，生物相容性佳；

7． 提供從耗材、打印設備到實際應用的全套解決方案。

適用材料

1． 骨組織再生材料：羥基磷灰石（Hydroxyapatite）、磷酸三鈣（Tricalcium phosphate） 、聚醚醚酮（Polyether－ether－ketone）、珍珠質(zhì)（Nacre）；

2． 軟組織生物結構體材料：明膠（Gelatine）、骨膠原（Collagen）、瓊脂（Agar）、纖維蛋白（Fibrin）、海藻酸鹽（Alginate）、聚氨基葡萄糖（Chitosan）；

3． 藥物控釋材料：聚乙酸內(nèi)脂（PCL）、乳酸－羥基乙酸共聚物（PLGA）、聚乳酸（PLLA）、羥基乙酸淀粉鈉（Sodium Starch Glycolate）。

△生物陶瓷3D打印樣品

核心技術參數(shù)

1． 噴頭數(shù)量：單噴頭

2． 適應漿料粘度：≤50萬厘泊

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． 打印床溫度：－10～70℃

7． 打印區(qū)域低溫：低至－150℃

△世界首例3D打印可再生人工骨四肢修復大段骨缺損臨床試驗

基于該型生物陶瓷3D打印機，點云生物完成了世界首例3D打印可再生人工骨四肢修復大段骨缺損臨床試驗。點云生物根據(jù)患者骨缺損形狀尺寸建立三維數(shù)字模型，采用3D打印技術制作出具有生物安全性的鈣磷生物陶瓷復合材料，打印出與患者股骨髁部骨缺損形狀相符的多孔生物陶瓷人工骨，并復合患者自身骨髓細胞，植入骨缺損部位成功修復長達5cm股骨髁部骨缺損。

光固化陶瓷3D打印機

南極熊了解到，點云最新推出光固化陶瓷3D打印機，采用下沉式DLP（Digital Light Processing）投影技術，配合對應的陶瓷樹脂在投影區(qū)域產(chǎn)生光聚合反應固化，一次可以成型一個面，成型速度快，適應材料范圍廣，打印成功率高，支撐部分去除容易，體積小巧，定位生產(chǎn)級應用；基于該型打印機，點云生物開展了齒科、關節(jié)和脊柱等醫(yī)療領域的陶瓷打印和應用研究；該型打印機更是可以廣泛應用于軍工、工業(yè)制造、建筑、運輸、考古和教育等領域。

功能指標

1． 滿足405nm光敏樹脂及對應陶瓷樹脂漿料的打印成型功能

2． 擁有自動刮料功能

3． 投影畫質(zhì)分辨率為1920＊1080

4． 投影像素精度為50um，成型尺寸為96mm×54mm

5． 具有輔助調(diào)平及液面檢測功能

6． 采用光源上照式，模型托盤下沉式

7． 支持光照時間、打印層厚等參數(shù)的設置功能

8． 具備可視化的參數(shù)配置界面

9． 具有三維模型以及打印狀態(tài)的顯示功能

核心技術參數(shù)

1． 打印范圍（長×寬×高）：96mm×54mm×100mm

2． 層高控制精度：≤10um

3． 光學引擎光源波長：405nm

4． 光學引擎投影畫質(zhì)分辨率：1920×1080

5． 打印機投影像素精度為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

外觀：白色粘稠液體

陶瓷類型：α－Al2O3 、3Y－TZP

陶瓷含量：約50％體積分數(shù)

固化光源波長：405nm

陶瓷樹脂密度：2．0～3．8g／cm3

粘度：13000～25000 CPS＠25℃

成型效果參數(shù)示例

1．3D打印氧化鋁陶瓷主要技術指標：

氧化鋁陶瓷樹脂中陶瓷的體積含量：≥50％

顏色：白色

燒結件密度：≥3．7g／cm3

燒結線性收縮率：≤20％

孔隙率：≤5％

熔點：2054℃

耐磨性：≤0．1g／cm3

洛氏硬度：≥80 HRA

抗彎強度：≥150MPa

抗壓強度：≥550 MPa

斷裂韌性K1C：≥3MPa ？m1／2

導熱系數(shù)：20W／m ？K

熱膨脹系數(shù)：7．2×10－6m／m ？K

導熱率：20－30W／K ？m（25℃）

介電強度：15KV／mm

介電常數(shù)：9

介質(zhì)損耗：5．10－3 （9GHz）

體積電阻率： 1012－1014／Ω？cm （25℃）

耐化學性：抗氧化，耐酸堿腐蝕

最高使用溫度：1500℃

2．3D打印氧化鋯（3Y－TZP）陶瓷主要技術指標：

氧化鋯陶瓷樹脂中陶瓷的體積含量：≥50％

顏色：白色

燒結件密度：≥5．9g／cm3

燒結線性收縮率：≤21％

孔隙率：≤5％

熔點：2700℃

耐磨性：≤0．06g／cm3

洛氏硬度：≥90 HRA

抗彎強度：≥400MPa

抗壓強度：≥850 MPa

斷裂韌性K1C：≥6－15MPa？m1／2

導熱系數(shù)：1．6－2．03W／m？K

熱膨脹系數(shù)：10．5？10－6？k－1

導熱率：1．2W／K？m（25℃）

介電強度：19KV／mm

介電常數(shù)：27

介質(zhì)損耗： 2？10－3 （1GHz）

體積電阻率： 1012－1014／Ω？cm（25℃）

耐化學性：抗氧化，耐酸堿腐蝕

最高使用溫度：1400℃

責任編輯：xj