Zastosowanie proszku kwasu polimlekowego (PLA) w druku 3D SLS

Technologia spiekania laserowego (SLS) charakteryzuje się takimi zaletami, jak wysoka precyzja, druk bezpodporowy oraz wszechstronność materiałów drukarskich. Stopniowo stała się jedną z najpowszechniej stosowanych technologii produkcyjnych w różnych dziedzinach. Obecnie głównymi materiałami polimerowymi stosowanymi w druku SLS są nylon i jego kompozyty, TPU, PPS, PEEK i PP. W porównaniu z metalami i ceramiką, materiały polimerowe oferują zalety, takie jak niższe temperatury formowania, niższa moc lasera podczas spiekania oraz wyższa precyzja. Ponadto, różnorodność typów i właściwości materiałów polimerowych, wraz z zastosowaniem różnorodnych technik modyfikacji, dodatkowo zwiększa ich zalety w druku 3D SLS.

W miarę jak druk 3D przesuwa swoją główną rolę z prototypowania na produkcję części końcowych, a także ze względu na rosnącą liczbę zastosowań w produkcji seryjnej, materiały w postaci proszków polimerowych zyskują ogromny potencjał rozwoju w przyszłości.

W dziedzinie druku 3D SLS, proszek kwasu polimlekowego (PLA) pozwala na tworzenie niestandardowych, precyzyjnych geometrii, wymaganych do termoformowania i formowania tłocznego. Dzięki swoim właściwościom, proces drukowania z użyciem proszku PLA jest bezpieczny i nietoksyczny. Po nałożeniu na odlew nie wytwarza dymu ani toksycznych gazów, co czyni go bardziej niskoemisyjnym i przyjaznym dla środowiska. Ponadto, proszek PLA ma niższą temperaturę topnienia, co pomaga zmniejszyć zużycie energii.

Obiektywnie rzecz biorąc, materiały do ​​druku 3D na bazie proszku kwasu polimlekowego (PLA) mają zalety, ale ich zastosowanie w niektórych dziedzinach jest również nieco ograniczone. Jednak jako materiał polimerowy o dobrej biokompatybilności i biodegradowalności, proszki PLA mogą niwelować te niedociągnięcia i uwydatniać swoje zalety w zastosowaniach medycznych.

Obraz | Materiał proszkowy kwasu polimlekowego z Shenzhen

Ponadto monomery kwasu polimlekowego (PLA) zawierają pojedynczy atom chiralny, co prowadzi do powstania polimerów o różnych konfiguracjach stereoskopowych, takich jak kwas poli-L-mlekowy (PLLA), kwas poli-D-mlekowy (PDLA) i kwas poliracemiczny mlekowy (PDLLA). Połączenie proszków PLA o różnych składach z technologią SLS może nadać produktom różne właściwości, takie jak zróżnicowane cykle degradacji. PLLA i PDLA, poprzez współkrystalizację, tworzą stereokompozyty o wyższych temperaturach topnienia, lepszej odporności na ciepło i rozpuszczalniki.

1. Urządzenia i sprzęt medyczny na zamówienie

SLS może być wykorzystywany do produkcji urządzeń i sprzętu medycznego, takiego jak narzędzia chirurgiczne i protezy kończyn. Ponieważ technologia SLS pozwala na tworzenie złożonych geometrii w jednym kroku, umożliwia ona produkcję spersonalizowanych produktów, dopasowanych do konkretnych pacjentów, zapewniając im większą elastyczność i komfort.

2. Modele tkanek i narządów bionicznych

Technologia SLS może być wykorzystywana do tworzenia biomimetycznych modeli tkanek i narządów na potrzeby badań medycznych, nauczania i planowania operacji. Modele te mogą zapewnić lekarzom bardziej intuicyjne zrozumienie stanu pacjenta oraz pomóc w planowaniu i szkoleniu chirurgicznym.

3. Badania materiałów biomedycznych

Oprócz bezpośredniej produkcji wyrobów medycznych, SLS może być również wykorzystywany w badaniach i rozwoju materiałów biomedycznych. Technologia SLS może być wykorzystywana do tworzenia biomateriałów o specyficznej strukturze i właściwościach, do zastosowań takich jak inżynieria tkankowa i dostarczanie leków.

Obecnie firma Shenzhen Jusheng posiada możliwości przygotowywania homopolimerów PCL, PLLA i PDLA, a także kopolimerów takich jak PDLLA, PLGA i PLCL, w ilościach kilogramowych. Firma opanowała technologię polimeryzacji dla PLLA o dużej masie cząsteczkowej (lepkość właściwa 4,0 dl/g) i PCL (lepkość właściwa 2,0 dl/g) oraz posiada zdolność do polimeryzacji z różnymi współczynnikami kopolimeryzacji i różnymi strukturami grup końcowych. Ponadto firma stosuje unikalną technologię oczyszczania, aby jeszcze bardziej poprawić parametry techniczne swoich produktów, zapewniając ich zgodność z wymaganiami normy branżowej YY/T 0661-2017 dotyczącej implantowalnego kwasu polimlekowego oraz wymaganiami dotyczącymi powiązanych farmaceutycznych substancji pomocniczych polimerowych w Chińskiej Farmakopei.

Dzięki badaniom nad technologią przygotowywania kropel emulsji na bazie mikrosfer, firma Shenzhen Jusheng była w stanie uzyskać krople emulsji o kontrolowanej wielkości i jednorodnej wielkości cząstek. Badania nad procesami krzepnięcia kropli pozwoliły na przygotowanie pustych mikrosfer PLLA, PCL i PLGA o gładkiej powierzchni, wysokiej kulistości i kontrolowanym D50 w zakresie 10–100 μm. Specjalny proces klasyfikacji wielkości cząstek dodatkowo zawęża rozkład wielkości cząstek, osiągając wartość rozpiętości poniżej 0,7.