運用高級的材料幫助3D列印應對COVID-19

2020-06-19
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幫助3D打印適應COVID-19響應的高級材料
包含3D列印隔膜的呼吸機部件[Image:Adaptive3D]

3D列印行業一直是大流行爆發期間製造希望的燈塔,這在很大程度上要歸功於已證明能夠勝任這一工作的材料。

雖然一些最廣泛的3D列印工作集中在個人防護設備(PPE)上,但是隨著鼻咽(NP)拭子的迅速發展,已產生了數百萬件作品。這些棉籤用於不舒服的鼻子測試中,以確定一個人是否患有COVID-19,這是一個非常重要的測試件,最初是傳統供應商供不應求的。

基於樹脂的3D列印過程已被證明可以完成創建此測試所需的薄,結實,柔軟的棉籤的任務。拭子必須足夠舒適,以便患者配合,尤其是在使用自測的眾多測試地點中;拭子必須足夠長才能到達鼻腔後部,必須有足夠的彈性以導航至鼻腔後方,並且強度足以不要卡在一個人的頭上。

呼吸機也需要開發和製造更多的部件,以幫助那些遭受這種新病毒最嚴重並發症的患者。3D列印膜片可提供更快的開發速度和周轉時間,以使這些救生設備能夠正常運行。這些大流行應對設計中包含了很多技巧。

但這不僅關乎設計:這些品質要求使用高質量的材料來製造此類設備。這就是像Adaptive3D這樣的公司參與其中的地方。

最近,我與Adaptive3D的首席執行官兼創始人Walter Voit博士和銷售與營銷副總裁Kial Gramley進行了交談,以跟上優質的增材製造聚合物樹脂供應商為響應COVID-19而創建3D列印彈性體的過程。

Adaptive 3D

幫助3D打印適應COVID-19響應的高級材料
與Walter Voit和Kial Gramley並駕齊驅[圖片:Fabbaloo]

基於達拉斯的Adaptive3D成立於2014年,其基礎是達拉斯德克薩斯大學開發的一項Voit技術。

Gramley指出,該公司現在處於生命週期的高增長狀態,並補充說,Voit一直“專注於發展公司,發展管理團隊,採用開發的技術平台並將其大規模商業化。”

Adaptive3D從DARVA獲得了最初的資金,並在SBIR公司度過了最初的幾年。Gramley說,在SBIR生命週期結束時,該團隊“花了很多時間開發該技術平台,並準備投入市場並利用資本”,在此期間,他進入團隊進行商業化。

“我們擁有專有的化學成分,賦予了柔軟性和高強度特性,” Gramley繼續說道。“我們可以將普通的丙烯酸酯材料用於DLP,使其非常堅韌,具有高強度,使其非常柔軟。我們的材料基本上是彈性的。我們在這些工作中著重介紹了兩種現成的材料:Soft ToughRuber,具有類似於ShoreA 20的類似於矽膠的特性,是一種非常柔軟,令人愉悅的感覺材料,用於汽車零件,可穿戴零件和解剖模型。 。在Formnext,我們推出了高硬度橡膠Elastic ToughRubber 90。ETR的ShoreA為90,非常適用於鞋類,堅硬的外殼,任何試圖模仿聚氨酯或橡膠的零件,其中ETA的耐磨性,耐用性,應變性和彈性非常好。

他說,這些性能是Adaptive3D“真正出類拔萃的”之處:“那些利用DLP列印技術的彈性體型材料。”

這樣的特性功能引起了材料巨人DSM等公司的關注,後者已投資Adaptive3D。 

用於COVID-19的3D列印

幫助3D打印適應COVID-19響應的高級材料
3D列印的彈性體呼吸機零件[圖片:Adaptive3D]

當Voit與Adaptive3D在應對大流行的工作中進行檢驗時,這些材料特性最近已得到證明。

他指出,該團隊與UT Southwestern和位於Parkland的醫療中心密切合作,檢查了傳統上使用橡膠製成的碎片,並將其帶回UT Dallas,“在這裡我們通過微型CT掃描儀進行處理,獲得高分辨率模型,並對其進行逆向工程,以顯示基於行業標准設計的功能。”

然後,他們製造了自己的零件,並將其提交給FDA進行緊急使用批准。Adaptive3D還與UT Dallas合作,與德州儀器(TI)建立了測試設施,並“建立了可以進行空氣處理測試的空氣處理系統”。

“我們有專為LTV1200呼吸機設計的組件,可用於COVID或其他供不應求的患者。在三週內,我們構建了功能類似於供不應求的標准設備的設備。” Voit說。

對於NP棉籤,Adaptive3D一直在與3D列印社區合作,包括與EnvisionTEC,Carbon和Formlabs的對話-所有這些都是大規模的3D列印測試棉籤。“我們在一起,”沃伊特談到這些談話時說道。

“我們的ETR材料在這裡變得很重要。從鼻腔背面顯示的假陽性和假陰性最少。我們正在努力從功能性橡膠中快速製造這些產品,我們是僅有的幾家同時開發硬挺性和應變能力的公司之一。” “我們的技術使我們能夠在壓力/應變曲線上的黃金地帶列印,這是醫療設備客戶所需的,可拉伸且堅韌的高性能橡膠。Elastic ToughRubber90的低溫生存能力低至-60C,即使在鞋子的最低溫度下也能保持出色的抗撕裂性,其撕裂強度約為市場上其他同類競爭性光彈性體的兩倍。這是一種非常堅韌的材料。”

Voit補充說,對於COVID-19響應,該公司能夠趕上ISO 10993-5的要求,使它們“如虎添翼”,並通過了針對ToughRubber HT的NAMSA細胞毒性測試,將其用於快速的大流行反應。

對於Adaptive3D來說,大流行無疑是一種破壞-但與3D列印行業的許多人一樣,它也是技術有效性的證明。

“我們對拭子和其他東西有有趣的設計,” Voit告訴我。“我們是一家新興的,高增長的公司,擁有包括Applied Materials,DSM和Chemence在內的戰略投資者,並且正在逐漸認識我們的客戶。我們不僅在銷售材料,而且還在開發和定位用於高通量增材製造的材料。”

有關對COVID-19的Adaptive3D響應的更多詳細信息,Voit在SME舉辦的增材製造功能彈性體網絡研討會上發表了講話,討論了用於呼吸機的救生橡膠膜的開發:

報導來源:
https://www.fabbaloo.com/blog/2020/6/18/advanced-materials-helping-3d-printing-adapt-to-covid-19-response

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