의료 산업에 Carbon DLS 적용

2023년 8월 22일

08:00

이 기사에서 Xometry는 Carbon DLS 3D 프린팅 기술과 의료 산업에서 매우 유익한 역할을 탐구할 것입니다.

의료 산업의 기술 요구는 지속적으로 의료 공학 및 현대 제조 역량의 발전을 촉진합니다. 삶을 변화시키는 디자인을 소비자가 바로 사용할 수 있는 제품으로 만들기 위해 점점 더 발전된 기술이 사용됩니다. 이러한 기술 중 하나는 광조형(SLA) 또는 디지털 광처리(DLP) 분야에서 경쟁 재료보다 훨씬 뛰어난 엔지니어링 엘라스토머로 부품을 생산할 수 있는 3D 프린팅 기술인 탄소 디지털 광합성(DLS)입니다. 이 기사에서는 의료 산업에서 카본 3D 프린팅으로 전환할 때 얻을 수 있는 이점에 대해 설명합니다.

Carbon DLS는 연속 액체 인터페이스 생산(Continuous Liquid Interface Production)을 의미하는 CLIP 프로세스를 사용합니다. CLIP은 아래와 같이 2단계로 구성됩니다.

인쇄 - 카본 DLS 인쇄는 견고한 부품을 생산하기 위해 수지 저장소와 조명 프로젝션 시스템을 사용한다는 점에서 SLA 인쇄와 유사합니다. 그러나 이것이 그들 사이의 유사점이 끝나는 곳입니다. Carbon DLS에서는 산소 분자를 통과시키지만 액체 폴리머를 통에 유지하는 투과성 스크린이 사용됩니다. 산소는 데드존(Dead Zone)으로 알려진 스크린과 액체 인터페이스 사이에 미세한 경계층을 형성합니다. 이 산소 층은 수지가 스크린 수준에서 직접 경화되는 것을 방지하여 수지가 데드존으로 지속적으로 흐르도록 하고 Carbon DLS 기술로 인쇄된 부품의 등방성 특성을 발생시킵니다.

진행 중인 탄소 DLS 입자

경화 - 성형 공정이 완료되어 기계에서 나올 때 특정 고급 재료로 만든 부품은 완전히 경화되지 않습니다. 이러한 부품은 완전한 기계적 특성을 얻기 전에 오븐에서 추가 열 경화를 거쳐야 합니다. 열은 폴리머 사슬의 가교를 가속화하여 매우 탄력 있고 견고한 부품을 만듭니다.

의료 산업에서 Carbon DLS 3D 프린팅이 제공하는 이점을 충분히 이해하려면 먼저 이방성과 등방성의 차이를 명확히 해야 합니다.

이방성 재료의 현미경 보기

이방성 - 이방성 부품/재료의 기계적 특성은 다양한 평면에서 측정할 때 다양합니다. 3D 프린팅 부품은 일반적으로 레이어별로 구성되어 있기 때문에 본질적으로 이방성입니다. 예를 들어 z축에 레이어를 쌓아서 만든 FDM 인쇄 부품이 있습니다. 연속된 층 사이의 경계면은 부품이 z축에 로드될 경우 균열이 발생하고 궁극적으로 파손이 발생할 가능성이 있는 약점입니다. 반면에 x축과 y축에는 이러한 약점이 없으며 이러한 축에 로드해도 문제가 발생하지 않습니다. 따라서 부품은 x축과 y축에 비해 z축에서 기계적으로 더 약합니다. 이방성은 의료 산업용으로 설계된 부품에 적합한 특성이 아닙니다. 이러한 부품은 일반적으로 하중이 어느 방향에서나 발생할 수 있는 복잡한 응용 분야에 사용되기 때문입니다.

등방성 재료의 현미경 보기

등방성 - 등방성 부품/재료는 이방성 부품과 달리 모든 방향에서 측정할 때 동일한 특성을 갖습니다. 하중이 가해지는 방향과 측정되는 특성에 관계없이 해당 특성은 동일합니다. 이러한 재료/부품 동작은 복잡한 다방향 하중을 받는 제품에 매우 중요합니다. 등방성 부품을 생성할 수 있는 3D 프린팅 프로세스는 많지 않습니다. Carbon DLS의 고유 기술은 등방성 부품을 생산할 수 있는 몇 안 되는 3D 프린팅 공정 중 하나입니다.

Carbon DLS는 고무와 같은 강도와 ​​탄력성을 지닌 탄성 재료를 프린팅할 수 있는 독특한 프로세스입니다. 일부는 아래에 나열되어 있습니다.

위의 재료는 광범위한 인장 강도, 인성, 피로 저항, 내마모성 및 기타 여러 바람직한 특성을 제공합니다. 응용 프로그램이 무엇이든 그 중 하나 이상이 적합합니다. 이러한 특성은 모두 부품이 일반적으로 높은 수준의 주기적 부하를 겪거나 수술 준비 또는 테스트 가이드로 사용될 때 높은 정확도를 제공해야 하는 의료 응용 분야에 바람직합니다.