Magnetyczny filament opracowany przez ETH Zurich

Magnetyczny filament opracowany przez ETH Zurich

Kai von Petersdorff-Campen, doktorant z wydziału inżynierii mechanicznej i procesowej ETH Zurich w Szwajcarii, opracował metodę pozwalającą na druk FFF przedmiotów o właściwościach magnetycznych. Zwieńczeniem projektu było stworzenie z wykorzystaniem technologii przyrostowych prototypu sztucznego serca.

Sztuczne serce, jako prototyp, miało służyć jedynie jako funkcjonujący przykład zastosowania metody określanej w skrócie jako „druk z osadzonymi magnesami”. Jak stwierdził sam Petersdorff-Campen, jego celem „nie było stworzenie dobrej pompy zdolnej do zastąpienia serca, a jedynie przedstawienie metody pozwalającej na wyprodukowanie jej w jednym kroku”. Serce zyskało jednak uwagę między innymi American Society for Artificial Internal Organs, które zaprosiło Petersdorff-Campena do wygłoszenia mowy podczas konferencji, która odbyła się w czerwcu tego roku w Waszyngtonie i ogłosiło jego wygraną w konkursie prototypów ASAIO.

(a) Projekt pompy (b) Przekrój przez wydrukowaną w 3D pompę (srebrny: PLA, czarny: filament magnetyczny, beżowy: rozpuszczalny BVOH) (c) Pełny wydruk po rozpuszczeniu podpór z BVOH, pokryty silikonem

W opublikowanej pracy naukowej wyjaśnione zostały między innymi kwestie dotyczące wytworzenia odpowiedniego filamentu o właściwościach magnetycznych. Jak Kai tłumaczy, jego zespół napotkał problemy związane z odpowiednim składem mieszanki tworzącej filament – zbyt dużo proszku magnetycznego powodowało nadmierną kruchość materiału, z kolei zbyt duża zawartość polimerów termoplastycznych skutkowała za słabymi właściwościami magnetycznymi.

Pompa została wydrukowana w jednej części w ciągu 15 godzin na drukarce Prusa i3 MK2 wyposażonej w MultiMaterial Upgrade. W trakcie druku używano również materiałów takich, jak PLA i rozpuszczalny w wodzie BVOH. Następnie sztuczne serce zostało namagnetyzowane magnetyzerem impulsowym.

Chociaż magnetyczny filament daleki jest jeszcze od gotowego do sprzedaży produktu, zaś pompa mogąca zastąpić serce jest zaledwie prototypem i modelem sprawdzającym koncepcję, badanie naukowców z ETH Zurich, obok innych prac prowadzonych przez uczelnie wyższe i firmy na całym świecie, może wnieść ogromny wkład w rozwój nie tylko implantów medycznych, ale i silników elektrycznych w sprzętach takich, jak dyski twarde, kuchenki mikrofalowe, czy głośniki. Druk FFF obiektów o właściwościach magnetycznych może stanowić alternatywę dla obecnie wykorzystywanego formowania wtryskowego.

Źródło:  von Petersdorff-Campen, K.; Hauswirth, Y.; Carpenter, J.; Hagmann, A.; Boës, S.; Schmid Daners, M.; Penner, D.; Meboldt, M. 3D Printing of Functional Assemblies with Integrated Polymer-Bonded Magnets Demonstrated with a Prototype of a Rotary Blood Pump. Appl. Sci. 2018, 8, 1275.

Zdjęcia: Kai von Petersdorff-Campen/ETH Zurich

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close