激光切割機“變身”3D打印機：醫療領(lǐng)域大顯身手

　　日前，美國萊斯大學(xué)(Rice University)的生物工程研究人員將一臺商業(yè)級的二氧化碳激光切割機改裝成了開(kāi)源的選擇性激光燒結(SLS)3D打印機。這款被命名為OpenSLS的3D打印機可以使用粉末狀塑料材料打印3D對象。研究人員們將這項成果寫(xiě)成論文發(fā)表在了PLoS ONE上。

　　據了解，這款開(kāi)放源碼的OpenSLS的性能指標與市場(chǎng)上銷(xiāo)售的SLS 3D打印機類(lèi)似，但是成本要低得多。前者使用的是低成本的開(kāi)源微控制器，總建造成本不到1萬(wàn)美元;而商業(yè)性的SLS 3D打印機市場(chǎng)價(jià)格通常是40萬(wàn)美元起，有的價(jià)格可高達100萬(wàn)美元。

　　該研究的共同作者、該校的生物工程助理教授Jordan Miller介紹說(shuō)，他們希望能夠使用SLS技術(shù)來(lái)制造一些研究中經(jīng)常用到的復雜形狀，比如肝臟的血管網(wǎng)絡(luò )等，這是普通的FDM 3D打印技術(shù)所無(wú)法完成的。Miller教授的專(zhuān)業(yè)方向就是將3D打印用于組織工程和再生醫學(xué)。

　　他說(shuō)，當前市場(chǎng)上的SLS 3D打印機一般不允許用戶(hù)使用自己的粉末材料來(lái)打印對象，但是研究人員們卻希望能夠嘗試各種生物材料以用于再生醫學(xué)等生物醫學(xué)領(lǐng)域。正是基于這個(gè)原因，他們才決定設計自己的SLS 3D打印機。

　　據該項研究的合作者、Miller團隊的研究生Ian Kinstlinger介紹說(shuō)，他們的SLS 3D打印機可以使用尼龍和聚己內酯(PCL)粉末來(lái)打印復雜的對象。PCL是一種無(wú)毒的生物材料，通常在被用在組織工程中制造研究對象。Kinstlinger補充說(shuō)：“我們開(kāi)源了所有的軟硬件設計，并將其放在了GitHub上與大家共享。”

　　據悉，Miller在專(zhuān)業(yè)之外還是開(kāi)源創(chuàng )客運動(dòng)的積極參與者，正是他在2013年初確定了將一臺商業(yè)級的CO2激光切割機改裝為用途廣泛的SLS 3D打印機。激光切割機通常使用激光切割材料來(lái)制作出指定的形狀。

　　“這臺切割機的激光波長(cháng)正好在正確范圍內——10微米左右，而且還擁有控制激光功率的硬件，除此之外它的X軸和Y軸的精度也很高。”Miller說(shuō)。

　　2013年夏天，Miller舉辦了一個(gè)為期四周的硬件原型速成班。這個(gè)班的參與者之一、藝術(shù)家兼工程師Andreas Bastian接受了創(chuàng )建一臺開(kāi)源SLS打印機的挑戰。他為Miller制訂的激光切割機設計了一個(gè)集成的、高精度Z軸和粉末處理系統，并為它裝上了從網(wǎng)上購買(mǎi)的開(kāi)源3D打印機的電子器件。

　　Miller說(shuō)，Bastian甚至這臺激光切割機制造了很多亞克力部件用于組裝粉體處理系統。“打造OpenSLS的部件花了大約2000美元左右，而將這些部件與現有的激光切割機組裝起來(lái)，在加上調試，總共用了幾天時(shí)間。”