Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utilisation of first Polish multifunctional 3D bioprinter BioCloner Desktop for printing hydrogel cell scaffolds in controlled clean environment - case study

Knap-Kowalski Jakub, Twardziak Hubert, Matulski Jakub, Bednarczyk Ewa, Sikora Szymon, Grygoruk Roman, Gołaszewski Maciej

Mechanik

|

2024

|

R. 97, nr 4

39--46

EN

In this article novel technological solutions for applying additive manufacturing technologies in the biomedical and biotechnological industry are showcased. The BioCloner Desktop (referred to as ‘Desktop’) is a miniaturised version of an industrial printer developed as part of a project regarding utilising additive manufacturing technologies for manufacturing of bioresorbable implants. In the years 2016-2019, the project was financed from EU resources (project number POIR.01.01.01-00-0044/16-00). During this project, industrial-sized solutions dedicated for medical and pharmaceutical applications were developed. The Desktop was developed as a way of expanding the possibilities of research and development in a standard biomedical laboratory. The size of the described printer allows it to be placed inside a laminar flow cabinet. The Desktop is a device which meets the growing need for multipurpose compact desktop bioprinters dedicated for research and development applications. Currently, commercially available laboratory-scale machines lack an open architecture, which puts boundaries on research. Miniaturisation of the BioCloner bioprinter did not sacrifice its key feature of supporting multitool print and convenience of construction for further specialisation. The BioCloner project, besides bioprinters, also includes dedicated slicing and printer control software. Thanks to its multiplatform compatibility, it is possible to easily increase the scale of production directly after the research process. The Desktop is equipped with printheads that facilitate multiple methods of 3D printing. From the most popular fused filament fabrication (FFF) to the versatile fused granulate fabrication (FGF) to highly specialised printheads for bioprinting, designed to dispense hydrogels via pressure extrusion. The printheads have also additional features required in the bioprinting process, such as UV crosslinking lights and temperature control (heating as well as cooling). In this article, key features of both the BioCloner Desktop bioprinter and the dedicated BioCloner 3D slicing-operating software are outlined. Its second part is a report on the bioprinter’s usage in the Biomedical Engineering Laboratory, named after E.J. Brzeziński, located at Faculty of Mechanical and Industrial Engineering of Warsaw University of Technology. During the study, hydrogel cell scaffolds for culturing WEHI-164 mouse fibroblasts were produced. The structures were obtained using a gelatin methacrylate (GelMa)-based commercially available bioink deposited directly into a cell culture vessel. The structures were fully crosslinked immediately after printing. All printed scaffolds supported cell proliferation. There were no observed signs of contamination, and the conducted field tests confirmed the assumed functionality of the BioCloner Desktop bioprinter.

PL

W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązania techniczne pozwalające na wykorzystanie technologii addytywnego wytwarzania w branżach biomedycznej i biotechnologicznej. BioCloner Desktop (dalej: „Desktop”) jest zminiaturyzowanym rozwiązaniem opracowanym w ramach trwającego od 2016 r. projektu BioCloner, mającego na celu wdrożenie technik przyrostowych w procesie produkcji implantów wchłanialnych. Projekt ten w latach 2016-2019 był finansowany ze środków UE (projekt POIR.01.01.01-00-0044/16-00 - Pierwsza polska biodrukarka dedykowana do implantów wchłanialnych - BioCloner). W ramach projektu BioCloner opracowano rozwiązania wielkogabarytowe przeznaczone do zastosowania w branży medycznej i farmaceutycznej. Desktop został opracowany z myślą o poszerzeniu możliwości prac badawczo-rozwojowych w typowym laboratorium biomedycznym. Wymiary drukarki BioCloner Desktop pozwalają na pracę w warunkach podwyższonej czystości oraz wewnątrz komory laminarnej. Desktop stanowi odpowiedź na rosnące wymagania stawiane przed kompaktowymi drukarkami nabiurkowymi wykorzystywanymi w pracach badawczo-rozwojowych. Dostępne na rynku urządzenia przeznaczone do biodruku w skali laboratoryjnej nie posiadają otwartej architektury, przez co ograniczają zakres prowadzonych prac badawczo-rozwojowych. Przy zmniejszeniu biodrukarki 3D zachowano wyróżniające BioCloner cechy - wsparcie druku wielogłowicowego oraz otwartość konstrukcji, która pozwala na rozwijanie kompatybilnych głowic i akcesoriów wspierających proces biodrukowania 3D. Projekt BioCloner poza wymienionymi biodrukarkami 3D obejmuje również dedykowane oprogramowanie sterujące zawierające kluczowe z perspektywy biodruku funkcjonalności. Dzięki międzyplatformowej kompatybilności sterowników możliwe będzie szybkie zwiększenie skali produkcji po zakończeniu prac badawczo-rozwojowych. Desktop jest wyposażony w głowice wspierające różne metody druku przestrzennego. Od najpopularniejszego druku termoplastycznym filamentem fused filament fabrication (FFF), poprzez druk wykorzystujący nadtopiony granulat fused granulate fabrication (FGF), po głowice ciśnieniowe opracowane specjalnie do wymagań stawianych przez biodruk. Przykładem tego są głowice przeznaczone do ekstruzji ciśnieniowej hydrożeli z wieloma dodatkowymi funkcjami, takimi jak sieciowanie UV oraz kontrola temperatury (zarówno grzanie, jak i chłodzenie). Opisywana w artykule drukarka została przetestowana w Laboratorium Inżynierii Biomedycznej im. E.J. Brzezińskiego mieszczącym się na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej. Wytworzono w nim rusztowania do hodowli fibroblastów mysich WEHI-164. Struktury zostały wydrukowane z hydrożelu bazującego na metakrylowanej żelatynie (GelMa), bezpośrednio w naczyniu przeznaczonym do dalszej inkubacji hodowli. Wszystkie otrzymane struktury pozwalały na zagnieżdżenie się i proliferację rozważanych w badaniu komórek. Nie zaobserwowano oznak zakażenia w trakcie hodowli. Przeprowadzone testy potwierdzają zakładaną funkcjonalność biodrukarki Desktop.

2

Zastosowanie techniki SLM na wykrojniki blach

Benedyk Marcin, Król Mariusz, Tański Tomasz

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 11-12

16--22

PL

Jedną z technik druku 3D, dzięki której można wytworzyć metodą przyrostową niemalże lite elementy metalowe, jest metoda laserowego przetapiania proszków SLM (ang. selective laser melting). Jest to nowoczesna technologia pozwalająca na tworzenie elementów, które znajdują zastosowanie w obszarach począwszy od przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego, a skończywszy na przemyśle stomatologicznym czy medycznym [1-3].

EN

One of the 3D printing technologies thanks to which almost solid metal elements can be produced using the additive method is SLM (selective laser melting). This is a modern technology that enables creating elements which are used in areas ranging from the automotive and aviation industry to the dental or medical industry [1-3].

3

Wykorzystanie metod przyrostowych w budowie i obróbce elementów kompozytowych o złożonej geometrii

Kaczorowska Katarzyna, Jakubowski Michał

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2020

|

z. 92 [300]

77--93

PL

W niniejszej pracy przedstawiono problematykę wykorzystania metod przyrostowych w budowie i obróbce elementów kompozytowych o złożonej geometrii, jako składową szerszego projektu poświęconego budowie zespołu chłodzącego ogniwo paliwowe motoszybowca AOS-H2. Zważywszy na niewielkie wymiary części kompozytowych (jak na warunki zastosowań danego materiału), konieczne było wprowadzenie druku 3D, jako technologii pomocniczej zarówno w trakcie laminowania, obróbki półfabrykatów, jak również jako tańszą i szybszą alternatywę produkcyjną stempli dociskowych. Zastosowanie metod przyrostowych wpłynęło nie tylko na poprawę jakości gotowego wyrobu, ale również było niezbędne, aby niektóre z elementów wentylatora, wbrew powszechnej opinii, mogły zostać wykonane z włókna węglowego w tak niewielkiej skali (np. łopatki, których wysokość nie przekraczała 50 mm). Wprowadzenie druku 3D do pracy z laminatem umożliwiło użycie kompozytu do budowy elementów o złożonej geometrii i stosunkowo niewielkich wymiarach.

4

Technology of manufacturing foundry cores using additive methods

Matysik P., Drożyński D., Olszowska-Sobieraj B., Grzegorek J., Bubrowski P.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 3

189--198

EN

The use of additive manufacturing methods for the production of sand cores with organic binders is currently the latest trend in small and unit production, as it allows for a quick and simple way to get a final cast part; this is known as Rapid Prototyping. In this article, manufactured additive method cores were analyzed that were made of quartz sand with furfuryl resin and cores made of synthetic sand. Derivatographic measurements were compared, and examples of the high complexity cores are shown. Furthermore, the aspect ratio of the grains was determined by microscopic observation. Each type of core was characterized by a different flexural strength and differentiated results of abrasion. The results were collected and compared.

PL

Wykorzystanie przyrostowych technik zwanych „szybkim prototypowaniem” do produkcji rdzeni z mas ze spoiwami organicznymi jest obecnie najnowszym trendem w produkcji małoseryjnej i jednostkowej. Techniki te umożliwiają otrzymanie gotowego wyrobu w bardzo szybki i prosty sposób. W niniejszym artykule przeanalizowano wytworzone metodą addytywną rdzenie z piasku kwarcowego ze spoiwem furfurylowym oraz rdzenie z piasku syntetycznego ze spoiwem syntetycznym, porównano wyniki pomiarów derywatograficznych oraz pokazano przykładowe rdzenie o dużym stopniu skomplikowania. Ponadto na podstawie obserwacji mikroskopowych wyznaczono współczynnik kształtu ziaren. Każdy typ rdzenia charakteryzował się inną wytrzymałością na zginanie oraz zróżnicowanymi wynikami ścieralności. Wyniki zostały zebrane i porównane.

5

Zastosowanie optymalizacji topologicznej w kształtowaniu odlewanych konstrukcji szkieletowych

Piekło J., Pysz S., Małysza M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 4

77--87

PL

Konstrukcje szkieletowe są ważnym elementem stosowanym jako absorbery energii w przemyśle zbrojeniowym, lotniczym i samochodowym. Jednoczesne zastosowanie algorytmów optymalizacji topologicznej do kształtowania wytrzymałościowego, programów symulacji krzepnięcia, metod wytwarzania przyrostowego (AM – ang. additive manufacturing) oraz technologii sterujących procesami krzepnięcia, może mieć znaczący wpływ na otrzymanie konstrukcji lekkiej i wytrzymałej. Kształt takiej konstrukcji w sposób optymalny dopasowany jest do przenoszenia obciążeń przy określonym działaniu sił zewnętrznych i sposobach podparcia. Celem niniejszej pracy było przedstawienie możliwości, jakie dają wspólne zastosowanie metod optymalizacji topologicznej oraz metod przyrostowych wykonania oprzyrządowania odlewniczego do wykonania odlewów szkieletowych, odpornych na działanie sił ściskających.

EN

Cellular structures are critical components which perform as energy absorbers in the defense, aerospace and automotive industries. Simultaneous application of topological optimisation algorithms for strength forming, solidification simulation software, additive manufacturing (AM) methods and solidification process control technologies may have a significant impact on building lightweight and strong structures. The shape of such structures is optimally adapted for transmission of loads with certain action of external forces and bearing methods. The purpose of this paper is to present the potential released by joint application of topological optimisation methods and AM methods in building of casting equipment for production of cellular castings which can resist compressive forces.

6

Stan badań i kierunki rozwoju wybranych niekonwencjonalnych procesów wytwarzania

Ruszaj A., Gawlik J., Skoczypiec S.

Inżynieria Maszyn

|

2009

|

R. 14, z. 1

7-19

PL

W artykule przedstawiono stan badań i kierunki rozwoju wybranych niekonwencjonalnych technologii wytwarzania. Skoncentrowano się przede wszystkim na wytwarzaniu mikroelementów metodami obróbki elektrochemicznej, elektroerozyjnej oraz laserowej, modyfikacji właściwości warstwy wierzchniej ze szczególnym uwzględnieniem wygładzania elektrochemicznego oraz podstawowych metodach wytwarzania przyrostowego. W oparciu o zaprezentowane materiały można stwierdzić, że mikrotechnologie, metody kształtowania właściwości warstwy wierzchniej oraz metody wytwarzania przyrostowego stają się najważniejszymi technologiami XXI wieku.

EN

In the paper the state of art and development trends of selected unconventional processes have been presented. The attention has been paid to microelements manufacturing by electrochemical, electrodischarge and laser beam machining, modification of surface layer by electrochemical finishing. In the last part of the paper the main rapid manufacturing methods have been presented. Based on presented material one can state that micro and nanotechology, surface layer modification and growths manufacturing methods belong to group of main XXI century manufacturing technologies.