高压静电直写技术-熔融直写

高压静电直写技术-熔融直写

近年来，3D微纳米打印技术发展迅速，通力微纳在直写成型技术方面进行了近十年的技术开发，形成了一系列相关设备，现已实现直径1微米单根纤维丝的3D打印，可以精确打印多种材料的三维微纳结构；同时还可以进行直径1微米的微纳点阵的平面打印，可以打印任意平面图形，已成功应用于复杂微纳电路的打印。

与静电纺丝相比，高压静电直写技术通过减小静电纺丝的接收距离和工作电压，结合精密3D运动平台，使带电射流以单根接近直线的方式到达接收装置。直写技术可以有效控制单根纤维的沉积位置，制得直径1-100微米直径的单根有序纤维图案化结构。直写技术制备的纤维直径虽然是静电纺丝的10倍~100倍，但静电纺丝无法精确控制纤维的排布形式，熔融直写和近场纺丝都能根据预设的各种图形打出理想结构的材料。另外，熔融直写不使用任何溶剂，没有溶剂残留，特别适合制备生物材料。

高压静电直写设备包含：高压电源、高温喷头、精密熔体推动装置或微量泵、高精度3D运动平台或旋转收集装置、软件控制系统、环境控制系统等。

静电直写与静电纺丝的区别：

	静电直写技术	静电纺丝技术
原材料	熔体或溶液	以聚合物溶液为基础的各种材料
制成的材料	几何堆积，3D或2D的图案化立体结构	平整的膜状材料
纤维尺寸	1-数十微米直径的点、线组合	20-1000nm的纤维呈杂乱或有序排布的膜状结构
使用电压	1KV~10KV	10KV~100KV
接收距离	<1cm	8-20cm
产品尺寸	通常为<10cm×<10cm平面结构或边长<10cm的3D结构	任意尺寸的膜材料
环境友好	熔融直写不使用溶剂	使用一定的有机溶剂

高压静电直写成型技术的特点：

l 使用材料：流体。1.熔点低于400℃的材料，熔融状态下流动性好。2.具有一定粘度的溶液。

l 最小分辨率：1微米

l 应用范围：生物组织工程、人造器官、血管、微纳电路、精密器件、电极材料、光学器件、传感器、微流体器件等。

l 成本低，操作简单。

l 原料来源广泛，应用领域可无限扩展。

熔融静电直写技术

熔融直写技术可简单有效的制备直径1-100微米的单根纤维丝，并能有效地控制纤维的沉积位置，多次逐层堆积制备出微纳结构的三维物品。与传统的熔融沉积技术相比，由于电场力的拉伸和牵引作用，熔融静电直写技术能制备出直径小于针头直径的纤维，最近，通力微纳的工程师通过设计特殊结构的针头，甚至实现了1微米左右的纤维的直写。

通常，熔融静电直写中，接收距离只有不到1厘米，这是为了接收泰勒锥的直线运动部分的纤维，尽管如此，当纤维落到接收板的时候，仍然还是有一定的鞕动，难以收集到堆积整齐的直线和预设的曲线。通力微纳的工程师通过大量的试验，发现了纤维运动的规律，设计了高精度3D运动平台和专用控制软件，控制纤维的运动，精确制备了多层（超过100层）精密堆积的3D结构的材料。

熔融静电直写技术制备的纤维，无溶剂残留，形貌良好，表面光滑，无间断，原材料来源广泛，实现了微米级线状材料的精确打印，现已可以打印预设的直线、曲线，逐层排布整齐，是制备三维微纳结构的一种主要技术。

熔融直写技术由于可以制备复杂微纳结构，且图案分辨率高，工艺简单，不使用溶剂、无污染，现已逐渐成为制备微流体器件的优势技术。

根据文献和客户反馈，在组织工程支架方面，高压静电直写技术已经成功制备了各种组织工程支架，如血管组织支架、骨组织工程支架、软骨组织工程支架、心脏组织工程支架、皮肤组织工程支架、牙周组织工程支架、微流道支架。高压静电直写技术制备的纤维直径和支架孔径都分别在1~50微米和200~400微米之间，符合细胞的生长条件，在组织工程中拥有广阔的发展前景。

相关设备，参阅https://www.tlwnt.com/product-3-6.html

SEM照片