與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,3D打印技術(shù)提供了一種便捷、可靠且低成本的方式來(lái)制造復(fù)雜的系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確和一步成型。有賴于3D打印的技術(shù)優(yōu)勢(shì),3D打印正在迅速發(fā)展,并逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,如航空飛行器、柔性機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備的制造等。以機(jī)器人制造行業(yè)為例,傳統(tǒng)制造技術(shù)下的剛性機(jī)器人雖精確性高,但其無(wú)法被應(yīng)用于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的領(lǐng)域,3D打印的柔性機(jī)器人具有彈性變形能力,并能夠在狹窄的空間中操作。得益于近年來(lái)臺(tái)式3D打印機(jī)的快速發(fā)展,其為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方便開(kāi)發(fā)小型裝置和儀器提供了便利條件。本文利用3D打印技術(shù)針對(duì)凝膠電泳系統(tǒng),改進(jìn)了電泳裝置的設(shè)計(jì),搭建了蛋白質(zhì)分離系統(tǒng),完成凝膠電泳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、打印及小型化。連續(xù)流動(dòng)凝膠電泳結(jié)合電感耦合等離子體質(zhì)譜的聯(lián)用系統(tǒng)（GE-ICP-MS）已成功應(yīng)用于金屬結(jié)合蛋白質(zhì)的分離和測(cè)定。然而,目前使用的連續(xù)流動(dòng)凝膠電泳系統(tǒng)屬于本實(shí)驗(yàn)室前期自行設(shè)計(jì)加工,尚有較多設(shè)計(jì)和加工上的不完善。在此基礎(chǔ)之上,本研究運(yùn)用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了兩種凝膠電泳裝置,分別用于不同場(chǎng)景下的蛋白質(zhì)和金屬結(jié)合蛋白質(zhì)的分離和測(cè)定。首先,我們應(yīng)用3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種用于蛋白質(zhì)樣品快速分離檢測(cè)的凝膠短柱及配... 

【文章來(lái)源】：江漢大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

以擠壓法為基礎(chǔ)的3D打印技術(shù)(A)機(jī)器人澆鑄(Robocasting)(B)熔融沉積成型(FDM)

立體光刻(SLA)是一種基于一定波長(zhǎng)(λ=325或355nm)和強(qiáng)度(w=10~400mW)的紫外線光源(UV)選擇性固化光敏聚合樹(shù)脂的3D打印技術(shù),由美國(guó)人Charles Hull于1984年發(fā)明。1986年美國(guó)3D Systems公司推出世界上第一臺(tái)立體光刻機(jī)。高分子聚合物與光引發(fā)劑通常被制成光敏樹(shù)脂用于立體光刻技術(shù)。此后,基于SLA技術(shù)的3D打印機(jī)成為市場(chǎng)主流的3D打印設(shè)備。SLA技術(shù)與其他3D打印技術(shù)相類似,計(jì)算機(jī)三維軟件所構(gòu)建的模型均需要利用三維切片軟件將模型轉(zhuǎn)換為多層二維截面,通過(guò)二維截面堆積的方式來(lái)進(jìn)行3D打印。待打印的模型將會(huì)在一個(gè)平臺(tái)上被打印成型,這個(gè)平臺(tái)被淹沒(méi)在樹(shù)脂槽中。通過(guò)上部光源(圖1-2A)或下部光源掃描切片范圍樹(shù)脂(圖1-2B),將光敏樹(shù)脂固化形成切片形狀,切片堆積從而形成三維模型。SLA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于零部件打印精度高(約為25μm)和表面光潔度好,是構(gòu)建高精度和耐用性原型的主要方法。SLA技術(shù)不能直接打印需要對(duì)3D打印材料進(jìn)行功能化的物體,即使是先打印后功能化的情況下,這是由于最基礎(chǔ)的光敏樹(shù)脂所含成分比較穩(wěn)定較難進(jìn)行功能化。[9]另一方面,樹(shù)脂光化學(xué)的最新研究進(jìn)展表明添加UV阻滯劑或熱引發(fā)劑、混合的光引發(fā)劑等可以提高SLA的分辨率,從而可以在不使用支撐材料的情況下打印帶有內(nèi)部流動(dòng)通道的結(jié)構(gòu)。由于3D模型的打印全程僅使用一個(gè)樹(shù)脂槽,所有常見(jiàn)的立體光刻技術(shù)都是使用單一的打印材料。因此,設(shè)計(jì)的懸空部分如采用犧牲型斷裂支架作為支撐,那么支架材料與主體材料將會(huì)是相同的。在某些3D打印機(jī)的設(shè)置中雖然存在能夠使打印暫停更換樹(shù)脂槽的設(shè)置,但這一操作會(huì)使同一打印物體由多種材料組合而成,這也將導(dǎo)致形成物體的各個(gè)材料之間具有明顯的分界[9]。SLA技術(shù)同樣也可以制造陶瓷和玻璃器件。通過(guò)紫外光源對(duì)濃縮懸浮樹(shù)脂進(jìn)行固化形成器件的生坯。在此之后對(duì)生坯中的粘合劑進(jìn)行去除,并將去除粘合劑之后的物體進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)即可形成質(zhì)量較高的陶瓷零件[10,11]。生坯密度只有達(dá)到50%甚至更高時(shí)才能保證充分燒結(jié)。使用濃縮懸浮液具有很大的挑戰(zhàn)性,因?yàn)樗黾恿斯獾纳⑸?但在粘結(jié)劑燒穿的過(guò)程中零件的收縮將會(huì)降低。1.1.2.3噴墨印刷(Inkjet printing)

噴墨打印通過(guò)墨滴沉積可以直接打印三維立體結(jié)構(gòu),且可以通過(guò)并行使用多個(gè)噴墨頭(Multi-Jet Model,MJM)來(lái)組合不同的功能性墨水,例如,多色家庭辦公室印刷。這種設(shè)置不僅能夠沉積支撐材料,而且當(dāng)墨水相互兼容時(shí),可以通過(guò)在打印過(guò)程中混合不同的墨水來(lái)打印具有漸變特性(顏色,彈性等)的模型。噴墨印刷主要使用光敏樹(shù)脂作為打印材料,光敏樹(shù)脂從打印頭噴出沉積后通過(guò)與打印頭相連的紫外光源固化(圖1-3C)[12]。另有研究報(bào)道,噴墨打印可使用含陶瓷溶解前體[13]和納米金屬顆粒[14]的材料對(duì)陶瓷和金屬器件直接進(jìn)行三維立體結(jié)構(gòu)的制造[15]。1.1.2.4粉末印刷(SLS/SLM)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2960662