兩款國產(chǎn)陶瓷3D打印機，西安點云生物重磅產(chǎn)品

2020年11月11日，南極熊注意到，西安點云生物推出了兩款陶瓷3D打印機：FFP生物陶瓷3D打印機、DLP光固化陶瓷3D打印機。

西安點云生物科技有限公司（Xi’an Particle Cloud Biotechnology Co., Ltd.）是一家國際領先的為生物工程、醫(yī)療健康和先進制造等領域提供先進材料、創(chuàng)新產(chǎn)品和智能裝備的高新技術企業(yè)。他們提供全方位的生物材料研發(fā)、生產(chǎn)和技術服務，在可降解生物陶瓷、生物高分子及其復合材料方面積累了豐富的應用經(jīng)驗，擅長生物材料的3D打印技術�？啥ㄖ粕�物墨水及3D打印工藝，從四個方面（材料、軟件、裝備、應用）全面自主研發(fā)，為用戶提供從打印耗材、打印設備到實際應用的全套解決方案。公司采用無絲打印技術（Filament-free Printing, FFP）不需要預制打印絲線，能夠直接將陶瓷材料在常溫下逐點逐線逐層打印成型，這不但能顯著降低現(xiàn)有的打印耗材成本，而且能夠自由搭配材料組合，實現(xiàn)多種材料復合打印，極大地拓展現(xiàn)有打印材料的選擇范圍。主要客戶涵蓋醫(yī)院、高校、科研院所和企業(yè)研發(fā)部門等，分布在生物醫(yī)療、教育、新材料、新能源，智能制造等領域。

生物陶瓷3D打印機

點云生物推出的生物陶瓷3D打印機（PCPrinter BR）采用無絲打印（Filament Free Printing, FFP）技術，可根據(jù)骨科臨床患者的骨缺損尺寸、形狀和內(nèi)部孔隙等參數(shù)，精確定制出可生物降解的理化特性和外觀結構仿生的人工骨。同時，該打印機廣泛適用骨組織再生、軟組織生物結構體和藥物控釋等材料，為生命科學、材料科學、組織工程和藥物開發(fā)等領域的研究者提供新的研究工具。

△生物陶瓷3D打印機

功能特點
1. 用戶可自由配比復合化打印漿料，材料粘度可高達50萬厘泊；
2. 低粘度（如蒸餾水）至高粘度漿料均可實現(xiàn)0.001ml高精度定量；
3. 精確控制打印線寬和間距，孔隙結構按需精準定制；
4. 仿生外形和孔隙結構軟件算法支持；
5. 擁有核心無絲打印技術的自主知識產(chǎn)權；
6. 打印材料通過系列體外實驗和動物骨缺損修復實驗，生物相容性佳；
7. 提供從耗材、打印設備到實際應用的全套解決方案。

適用材料
1.  骨組織再生材料：羥基磷灰石(Hydroxyapatite)、磷酸三鈣(Tricalcium phosphate) 、聚醚醚酮(Polyether-ether-ketone)、珍珠質(zhì)(Nacre)；
2.  軟組織生物結構體材料：明膠(Gelatine)、骨膠原(Collagen)、瓊脂(Agar)、纖維蛋白(Fibrin)、海藻酸鹽(Alginate)、聚氨基葡萄糖(Chitosan)；
3.  藥物控釋材料：聚乙酸內(nèi)脂(PCL)、乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLLA)、羥基乙酸淀粉鈉(Sodium Starch Glycolate)。

△生物陶瓷3D打印樣品

核心技術參數(shù)
1.  噴頭數(shù)量：單噴頭
2.  適應漿料粘度：≤50萬厘泊
3.  打印速度：0.08~2ml/s
4.  打印精度：0.001ml
5.  打印尺寸：150×150×120mm
6.  打印床溫度：-10~70℃
7.  打印區(qū)域低溫：低至-150℃


△世界首例3D打印可再生人工骨四肢修復大段骨缺損臨床試驗

基于該型生物陶瓷3D打印機，點云生物完成了世界首例3D打印可再生人工骨四肢修復大段骨缺損臨床試驗。點云生物根據(jù)患者骨缺損形狀尺寸建立三維數(shù)字模型，采用3D打印技術制作出具有生物安全性的鈣磷生物陶瓷復合材料，打印出與患者股骨髁部骨缺損形狀相符的多孔生物陶瓷人工骨，并復合患者自身骨髓細胞，植入骨缺損部位成功修復長達5cm股骨髁部骨缺損。

光固化陶瓷3D打印機

南極熊了解到，點云最新推出光固化陶瓷3D打印機，采用下沉式DLP（Digital Light Processing）投影技術，配合對應的陶瓷樹脂在投影區(qū)域產(chǎn)生光聚合反應固化，一次可以成型一個面，成型速度快，適應材料范圍廣，打印成功率高，支撐部分去除容易，體積小巧，定位生產(chǎn)級應用；基于該型打印機，點云生物開展了齒科、關節(jié)和脊柱等醫(yī)療領域的陶瓷打印和應用研究；該型打印機更是可以廣泛應用于軍工、工業(yè)制造、建筑、運輸、考古和教育等領域。

△光固化陶瓷3D打印機


△3D打印的陶瓷樣品（未脫脂燒結）

功能指標
1. 滿足405nm光敏樹脂及對應陶瓷樹脂漿料的打印成型功能
2. 擁有自動刮料功能
3. 投影畫質(zhì)分辨率為1920*1080
4. 投影像素精度為50um，成型尺寸為96mm×54mm
5. 具有輔助調(diào)平及液面檢測功能
6. 采用光源上照式，模型托盤下沉式
7. 支持光照時間、打印層厚等參數(shù)的設置功能
8. 具備可視化的參數(shù)配置界面
9. 具有三維模型以及打印狀態(tài)的顯示功能

核心技術參數(shù)
1. 打印范圍（長×寬×高）：96mm×54mm×100mm
2. 層高控制精度：≤10um
3. 光學引擎光源波長：405nm
4. 光學引擎投影畫質(zhì)分辨率：1920×1080
5. 打印機投影像素精度為50um/投影幅面大小96mm×54mm
6. 料槽最小用量：2L，最大用量：5L


配套光固化陶瓷材料
外觀：白色粘稠液體   
陶瓷類型：α-Al2O3 、3Y-TZP
陶瓷含量：約50%體積分數(shù)
固化光源波長： 405nm
陶瓷樹脂密度：2.0~3.8g/cm3
粘度：13000~25000 CPS@25℃

成型效果參數(shù)示例

1.3D打印氧化鋁陶瓷主要技術指標：

氧化鋁陶瓷樹脂中陶瓷的體積含量：≥50%
顏色：白色
燒結件密度：≥3.7g/cm3
燒結線性收縮率：≤20%
孔隙率：≤5%           
熔點：2054℃
耐磨性：≤0.1g/cm3
洛氏硬度：≥80 HRA
抗彎強度：≥150MPa
抗壓強度：≥550 MPa
斷裂韌性K1C：≥3MPa •m1/2
導熱系數(shù)：20W/m •K
熱膨脹系數(shù)：7.2×10-6m/m •K
導熱率：20-30W/K •m(25℃)
介電強度：15KV/mm
介電常數(shù)：9
介質(zhì)損耗：5.10-3 (9GHz)
體積電阻率: 1012-1014/Ω•cm (25℃)
耐化學性:抗氧化，耐酸堿腐蝕
最高使用溫度：1500℃


2.3D打印氧化鋯（3Y-TZP）陶瓷主要技術指標：

氧化鋯陶瓷樹脂中陶瓷的體積含量：≥50%
顏色：白色
燒結件密度：≥5.9g/cm3
燒結線性收縮率：≤21%
孔隙率：≤5%           
熔點：2700℃
耐磨性：≤0.06g/cm3
洛氏硬度：≥90 HRA
抗彎強度：≥400MPa
抗壓強度：≥850 MPa
斷裂韌性K1C：≥6-15MPa•m1/2
導熱系數(shù)：1.6-2.03W/m•K
熱膨脹系數(shù)：10.5•10-6•k-1
導熱率：1.2W/K•m(25℃)
介電強度：19KV/mm
介電常數(shù)：27
介質(zhì)損耗: 2•10-3 (1GHz)
體積電阻率: 1012-1014/Ω•cm(25℃)
耐化學性:抗氧化，耐酸堿腐蝕
最高使用溫度：1400℃


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