I ricercatori di Praga modificano la stampante 3D Velleman per HEMA Hydrogels
Zavřel, M. Michalák e T. Vampola, ricercatori dell’Università tecnica ceca di Praga , approfondiscono ulteriormente la stampa 3D con idrogel, delineando i loro risultati nella recente modifica della stampante 3D per la stampa dell’idrogel HEMA . È da notare che l’Università che si trova nella città natale di Prusa Research non ha usato una macchina Prusa ma piuttosto un Velleman.
Lavorando con un mezzo popolare oggi – specialmente per una vasta gamma di bioprinting poiché gli idrogel sono fabbricati con gradienti complessi , utilizzati nella scrittura diretta con inchiostro , esperimenti con conducibilità e altro – gli autori sono colpiti dalla versatilità degli idrogel e motivati a modificare il 3D tecniche di stampa per abbinare meglio il potenziale prestazionale dei materiali.
La comunità open-source per quanto riguarda la stampa 3D offre un’enorme latitudine agli utenti, e in particolare ai ricercatori che ora sono in grado di apportare modifiche in base alle esigenze – e in modo conveniente, quando in precedenza problemi di budget potrebbero aver proibito alcuni studi o desiderato modifiche durante la sperimentazione.
Costituiti da HEMA (2-idrossietilmetacrilato), un reticolante (circa lo 0,5% di etilen dimetacrilato – EDMA) e un iniziatore (attivatore), gli idrogel possono anche essere arricchiti con acqua per il necessario gonfiore.
“A seconda della composizione dell’idrogel, il polimero è quindi in grado di assorbire dal 10% al 600% di acqua rispetto al peso a secco”, spiegano gli autori. “Queste proprietà sono fondamentali per il successo della stampa 3D”.
Gli idrogel vengono utilizzati nella stampa 3D più frequentemente tramite estrusione, con acqua aggiunta per geometrie più complesse per aggiungere stabilità alle strutture di supporto. Gli idrogel possono anche essere collegati alle testine di stampa a getto d’inchiostro come tecnica alternativa, principalmente per la fabbricazione di oggetti più piccoli con caratteristiche definite.
Per questo studio, i ricercatori hanno lavorato con – e personalizzato – un Velleman K8200. Nell’estrusione, il team di ricerca ha fatto affidamento su una siringa ad ago sottile, riempita con idrogel. Le goccioline sono state estruse e la forma fabbricata è stata quindi curata dalla luce UV.
Per accentuare l’hardware per una migliore stampa con idrogel, il team ha modificato l’estrusore, oltre a perfezionare il firmware. Il codice G è stato modificato e il software di conversione è stato creato, consentendo una nuova traduzione di linee, archi e altro. Nel complesso, la quantità di lavoro che i ricercatori hanno dovuto fare è stata considerevole e, come hanno indicato, “lunga”. Il software di controllo MATLAB ha permesso una migliore anteprima e modifiche online al codice G.
“È stato scelto un oggetto semplice per testare la funzionalità della stampante a idrogel. La Fig. 4 [sotto] mostra la formazione di goccioline all’estremità dell’ago e la linea stampata. Questo tipo di stampante è adatto per la stampa di oggetti più grandi che non richiedono un’elevata precisione di stampa. La risoluzione dipende dalla dimensione della goccia e quindi dal diametro interno dell’ago. Tuttavia, questa dimensione è strettamente correlata alla necessità di misurare accuratamente la quantità di idrogel estruso che limita l’uso per la stampa dettagliata “, hanno concluso i ricercatori alla fine del loro studio.
