歐洲科學家入侵XBOX開發納米級3D打印機
游戲機在大多數家長眼中,只是一種“玩物喪志”的體現。殊不知,歐洲科學家卻開始利用XBOX 360游戲機,用于開發醫療行業急需的納米級3D打印機。
該團隊從Xbox 360控制臺中取出了一個光學拾取單元(OPU)組件,以取代傳統的立體光刻(SLA)光學系統,從而大大簡化了SLA 3D打印系統。由于OPU的價格不到5美元,研究人員的解決方案可能使這種設備的承受能力增加數千英鎊。
Xbox 360光學拾取單元進行微型/納米級3D打印
入侵消費電子產品和重新使用組件是一條有趣的途徑,可以利用現有技術更快地開發成本更低的研究設備。通過重新使用Xbox OPU,DTU小組希望降低更多研究人員訪問微米和納米級3D打印的門檻。
之后,團隊集體開發了3D可打印套件用于自制系統,這是工業3D打印世界中以前進行硬件黑客攻擊的工具,可替代工業化學反應器。該設備稱為藥劑師微實驗室(Apothecary Microlab),能夠合成針對HIV,阿片類藥物過量和藥物流產等病癥的自制藥物。該組織還擁有Epipen和其他各種醫療設備的3D打印價格適中的版本。
開源3D打印受到RepRap項目等公司的擁護,該項目于2018年慶祝成立10周年,它是使所有人都可以訪問技術,軟件和流程的另一種方式,并且擁有與眾不同的精神。 DTU研究人員正在向其他人開放SLA 3D打印設備的承受能力。
用于通過光聚合進行3D打印的高清數字多功能光盤(HD DVD)光學拾取單元(OPU)
OPU是從諸如藍光,高清DVD和CD的光學存儲光盤讀取和寫入數據的組件。Xbox OPU不僅提供光源,而且還提供緊湊尺寸的受衍射限制的光學元件,并且鑒于其高精度的測量和多波長激光模式,研究人員認為這將是傳統SLA光學系統的理想替代品。
該團隊從Xbox 360提取了HD-DVD OPU,并基于倒置的SLA系統設計了自己的3D打印機,將激光光斑指向上方。OPU會發射405納米激光,聚焦在光敏聚合物槽內,而嵌入式控制器則連接到定制的OPU驅動器和電機驅動器,以調節激光強度和波長。電機驅動器控制XY軸和Z軸線性平臺的分辨率分別為312.5 nm和62.5 nm,因為嵌入式控件與計算機通信以實現打印過程。
傳統的SLA系統需要外部傳感器來進行打印,基板平整并實現高精度打印,而DTU研究人員提出的OPU 3D打印系統直接使用嵌入式傳感器來確定納米級分辨率下焦點和基板表面之間的距離。傳感器還可以調節基材表面,OPU焦平面和傾斜臺,而音圈電機則可以調節物鏡以測量光敏聚合物的厚度。
由于這些更改,DTU團隊相信他們的OPU嵌入式傳感系統可用于顯著優化并提高微米和納米級3D打印的產量。
以HD DVD光學拾波器(OPU)為核心光學模塊的3D打印機
“我們相信這項技術會影響健康技術的不同領域,” DTU副教授恩德·胡(En Te Hwu)說。“開發我們自己的3D打印機的最初目標是能夠為我們自己的基于微容器的藥物輸送開發以微米/納米分辨率打印立方厘米的體積。而且,我們在市場上找不到能夠做到這一點的3D打印機系統。所以我們必須自己做。”
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