使用FDM框架的活塞驱动注射器挤出生物打印机的设计和验证
1Department of Mechanical Engineering, California State University, Fullerton, Fullerton, CA 92831, USA.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|December 24, 2025
概括
这项研究重新使用了化沉积建模 (FDM) 打印机用于直接墨水写作 (DIW) 生物制造. 开发的系统提供了一个具有成本效益和可访问的平台,用于创建水凝和载有细胞的结构.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 直接墨水写作 (DIW) 对于制造水凝和生物墨水至关重要,但通常受到昂贵的专用设备的限制.
- 重新利用现有的化沉积建模 (FDM) 3D打印机为降低成本和复杂性提供了机会.
研究的目的:
- 为了使FDM打印机适应直接墨水写作 (DIW) 应用.
- 开发和评估新的DIW执行器设计,集成到FDM平台上.
- 创建一个具有成本效益和可访问的生物制造系统.
主要方法:
- 在FDM打印机框架上实现了三个不同的DIW执行器设计 (轮和轨道,形螺丝,远程活塞).
- 开发了一个分区控制架构,将FDM运动控制与可编程逻辑控制器 (PLC) 集成用于挤出.
- 利用现成的电子设备和适度修改以实现系统集成.
主要成果:
- 通过使用修改后的FDM打印机,实现了可控制的阿加尔/酸墨水沉积.
- 具有分区控制的远程活塞设计最大限度地减少了打印头质量,并保持了构建体积.
- 证明了精确的体积剂量和快速挤出反应.
结论:
- 重用FDM打印机为先进的生物制造提供了可持续和可访问的途径.
- 开发的DIW系统整合了机械效率,成本效益和环境责任.
- 这种方法使得DIW技术的研究和开发获得民主化.
