エレクトロライティング・EHDプリンティング

TL-Trinity

精密マイクロ/ナノファイバー直接描画プラットフォーム

溶融エレクトロライティング、近接電界溶液直接ライティング、および高電圧エレクトロスピニングを、1つの構成可能なプラットフォームで組み合わせます。協調した動き、材料供給、およびプロセス制御により、整列したファイバー足場やナノファイバーメンブレンを研究できます。

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TL-Trinity

01

プラットフォームとプロセス群

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プログラムされた経路に沿った連続ファイバー

プログラムされた経路に沿った連続ファイバー

直接描画では、制御されたツールパスに沿って連続したマイクロファイバーまたはナノファイバーを配置し、整列した2次元または3次元構造を構築します。同じ座標系により、材料システム、堆積形状、および処理モード間の切り替えが可能です。

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溶融エレクトロライティング

溶融エレクトロライティング

高電場がポリマー溶融体を引き寄せ、ステージがプログラムされた経路に沿ってファイバーを配置します。溶剤フリー処理により、秩序ある2D/3D足場が形成され、公称ファイバー径範囲は1–100 μmです。

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近接電場溶液直接描画

近接電場溶液直接描画

溶液または複合材料システムから連続した直線と曲線を描画します。ガラス針の直径は1–45 μmに及び、液体は0.01から99.9 mL/hへ供給されます。

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高電圧エレクトロスピニング

高電圧エレクトロスピニング

単一、サイドバイサイド、同軸、または三軸の紡糸ノズルで、高密度のナノファイバーおよびマイクロファイバーメンブレンを生産します。必要な繊維構造に応じて、コレクターとチャネルの配置を選択してください。

材料、構造、および研究用途

モジュールは、低温の生体材料から高温のエンジニアリングポリマーまでに対応します。平らな面、管状面、曲面における多層構造を含む、オーダーメイドのマイクロファイバー足場やランダムなナノファイバー膜の研究が可能です。このプラットフォームは、探索的研究、プロセスウィンドウのスクリーニング、および共同研究施設をサポートします。

  • 組織工学:腱、軟骨、骨、神経、および筋肉の足場。
  • 管状構造:血管、気管、および導管の研究。
  • 機能性複合材料:圧電、導電、磁性、および粒子強化システム。
  • 創傷ケアと薬剤送達:多孔質パッチおよび薬剤を充填した構造体。
  • ソフトデバイス:液晶エラストマーとプログラマブルアクチュエーション。
  • ハイブリッド生体製造:ハイドロゲル、細胞、エレクトロスピニング、および3Dプリンティング。

応用可能性およびサンプル性能は、材料、形状、処理環境、後処理、および検証に依存します。

02

プリントヘッドと供給

3つの溶融プリントヘッド

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低温溶融ヘッド

低温溶融ヘッド

室温–200°C。5 mLガラス製シリンジ、高電圧への直接接続、および複数の針サイズから選択可能。

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中温溶融ヘッド

中温溶融ヘッド

室温–300°C。バレルと先端に独立した加熱ゾーンを備えています。

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高温溶融ヘッド

高温溶融ヘッド

室温–400°C。スチール製またはセラミック製バレルを搭載。

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熱風シールドと空気圧供給
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空気圧供給用のエアサプライ

熱風シールドと空気圧供給

同軸ホットエアシールドは、高温ヘッドに対して25–120°Cの外側ゾーン加熱を提供し、周囲環境の影響や早期固化を低減します。空気圧式供給システムは3段階の圧力分解能を備え、エアポンプまたは不活性ガスの使用が可能です。ガスおよびシリンダーの配置は、選択された構成に従います。

溶融エレクトロライティング

近接電場溶液直接描画

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低温ハイドロゲルライティング
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冷却ステージ

低温ハイドロゲルライティング

ハイドロゲルヘッドは、室温から約37°Cの範囲で作動し、オプションのノズルも利用可能です。100 × 100 mm冷却ステージは、−4°Cに達します。

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回転式並列紡糸ノズル
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回転式並列紡糸ノズル

回転式並列紡糸ノズル

このオプションヘッドは、2つの溶液ストリームをインラインでねじり合わせ、複合ファイバーおよび多成分ファイバーの研究を可能にします。回転速度は1から100 rpmまでデジタルで調整可能です。

エレクトロスピニング用紡糸ノズル構成

コア・シース、サイドバイサイド、および多層ファイバー構造では、それぞれ異なるチャネルとニードルセットを使用します。最終的なセットは、選択されたプロセスに応じて指定されます。

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インサイチュUV硬化を伴う空気圧ライティング

インサイチュUV硬化を伴う空気圧ライティング

このモードでは高電圧を使用しません。調整可能な空気圧押出装置が、プログラムされた経路に沿って光硬化性材料を堆積させ、同時に4つのUVランプがその場で硬化させます。UV波長、出力、およびランプの形式は設定可能です。

03

コレクターおよび観察

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回転ドラム

回転ドラム

Ø76 × 150 mm。回転コレクタ速度:0–600 rpm。

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X–Y平面コレクター

X–Y平面コレクター

200 × 200 mm コレクタープレート。

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ファインマンドレル集積

ファインマンドレル集積

Ø1–6 mmマンドレル;カスタム径も可能です。

曲面への直接描画

オプションの表面スキャンおよび追従機能により、半球状の表面、テーパー状のマンドレル、バルーン形状または管状の形状に合わせてツールパスを補正しつつ、作業距離を維持します。示されているテーパー状の例は、長さ10 cmで、Ø5 mmとØ8 mmのセクションが5 cmあります。

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加熱コレクター

加熱コレクター

室温から約120°Cまで、有効面積は180 × 180 mm。

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冷却ステージ

冷却ステージ

オプションの冷却:−4°Cから100 × 100 mmの範囲。防霜および防結露動作は10°Cで規定されています。

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リアルタイムのジェット観察
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リアルタイムのジェット観察
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リアルタイムのジェット観察

リアルタイムのジェット観察

焦点を調整することで、ファイバーの引き伸ばしやジェット挙動の記録に役立ちます。カメラビューと観察配置により、プリンティングプロセスのレビューをサポートします。

04

動きとソフトウェア

精密モーションアーキテクチャ

花崗岩製のベースがX/YリニアモーターおよびZサーボドライブを支えます。上部X軸と下部Y軸はそれぞれ180 mm以上を最大200 mm/sの速度で移動し、位置決め精度は±2 μmです。Z軸の移動範囲は80 mmを超え、最大速度は50 mm/sです。

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4チャンネルのプログラム可能な加熱機能

4チャンネルのプログラム可能な加熱機能

独立チャネルが加熱とコレクターの温度を協調制御します。4段階の温度ランプと個別の保持時間により、材料の熱履歴を制御できます。ソフトウェアは熱電対のステータスを表示し、個別の出力切り替え機能を提供します。

  • CH 01:周囲温度~150°C;4段階の温度ランプ
  • CH 02:コレクタープレートの温度制御
  • CH 03:周囲温度~400°C
  • CH 04:周囲温度~300°C

圧力とデュアルチャネル液体供給

タッチスクリーンで入口圧力を設定します。分解能は0.1、0.01、または0.001 MPaから選択可能です。デュアルチャネルの液体供給は0.01–99.9 mL/hに対応し、10 mLまたは20 mLのシリンジを使用できます。

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プロセスおよびモーション制御用の2つのディスプレイ

プロセスおよびモーション制御用の2つのディスプレイ

熱設定とプロセス設定は、移動の実行中も表示されたままになります。Gコードを一行ずつ実行しながら、ツールパス、X/Y/Z/A位置、および送り状態を確認できます。制御プラットフォームは、EdingCNCおよびCNC4.03ソフトウェアを使用しています。

設計ファイルから実行可能なツールパスへ

2Dおよび2.5DのCAD形状、または3DのSTLモデルをインポートします。写真、スキャン、スケッチ、デジタル図面をパスに変換します。CADモデルなしでパラメトリックグリッドを生成し、その後、パス、速度、印刷パラメータを編集します。Gコードを生成する前に、形状、領域、またはセグメントごとに速度を割り当てます。

テンプレート、シミュレーション、およびバッチ印刷画像を拡大 ↗
テンプレート、シミュレーション、およびバッチ印刷

テンプレート、シミュレーション、およびバッチ印刷

グリッドおよび管状テンプレートにより、構造パラメータとプロセスパラメータから形状を生成します。印刷前に経路をシミュレーションし、最適化します。パラメータスイープでは複数の設定と形状を実行します。ウォームアップゾーンは、ターゲット経路が開始される前に流動を安定させます。また、積層形状では、各遷移時に個別のウォームアップを含めることができます。

  1. 01グリッドまたはチューブを選択してください
  2. 02構造とプロセスのパラメータを設定してください
  3. 03シミュレーションと改良
  4. 04Gコードをエクスポートして印刷

05

足場材とサンプル

管状スキャフォールドのワークフロー

パラメトリックモデルは、手作業での1行ごとの描画なしに、軸方向または交差ハッチングのパスを生成します。回転、ファイバー角度、間隔、および層数が足場構造を定義し、多孔性、コンプライアンス、および機械的反応に影響を与えます。

プログラムされた経路、多様なサンプル形状

応用可能性およびサンプル性能は、材料、形状、処理環境、後処理、および検証に依存します。

ファイバーの積層および交差マイクロ構造

クロスオーバーノード、ファイバーの融合、層間オフセットを検査し、プロセスウィンドウを最適化します。スケールバーは各顕微鏡写真に属するものです。

06

仕様と構成

項目仕様
溶融ヘッドの温度オプション室温から約200 / 300 / 400°Cまで
デュアルチャネル液体供給0.01–99.9 mL/h
液体供給用シリンジサイズ10 / 20 mL
ガラス針の直径1–45 μm
X/Y移動量、各軸>180 mm
最大X/Y速度200 mm/s
X/Y位置決め精度±2 μm
Z軸移動量/最大速度>80 mm / 50 mm/s
回転ドラムØ76 × 150 mm
X–Y平面コレクター200 × 200 mm
ファインマンドレル集積Ø1–6 mm
回転式コレクターの速度0–600 rpm
加熱コレクター:温度/面積室温から約120°C / 180 × 180 mmまで
オプションの冷却:温度/面積−4°C / 100 × 100 mm
選択可能な圧力分解能0.1 / 0.01 / 0.001 MPa

最終仕様は、確定された構成に従います。モジュールを選択する前に、材料の熱履歴、目標ファイバースケール、サンプル形状、収集方法、環境、後処理、および検証方法について協議してください。

統合された安全機能

これらの機能は、実験室のリスクアセスメント、材料適合性レビュー、およびコンプライアンスに基づく操作手順と連携して機能します。

お客様の材料と目標構造に応じた構成

コア研究プラットフォーム

3つのファイバー加工モード、精密移動プラットフォーム、標準的なプリントヘッド、フラットプレートコレクター、制御ソフトウェア、および安全機能。

材料に関するオプション

低温、中温、または高温の溶融ヘッド、不活性ガス供給、低温ハイドロゲルヘッド、およびUV硬化。

形状に関するオプション

回転式、加熱または冷却可能なコレクター。曲面スキャンおよび追従機能。同軸、並列、または三軸の紡糸ノズル。さらに回転ツイスティングヘッド。

製作したいものをお聞かせください。

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