3D可打印微射流真空吸尘器

这是我的一个个人项目，我是爱尔兰根纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学（Friedrich Alexander Universit?t Erlangen-Nürnberg）的学生。免责声明：这是一款仍在开发和测试中的医疗设备！在任何情况下都不应将其用于诊断程序。该设计的目的是克服通过静脉穿刺进行有创性采血的需要。对于新生儿、肥胖或害怕针头的患者、自我检测的患者或静脉脆弱的老年人，用血矛穿刺指尖和玻璃毛细血管采血优于侵入性技术。然而，在处理HIV或HB等患者时，传统的毛细血管采血方法容易导致更多可能导致传染病传播的事故。与使用玻璃毛细血管的困难可行性相比，目前的设计提供了一个集成的毛细血管采血系统，该系统带有一个用于存储、运输和自动处理患者样本的捕获装置，该装置安全且易于使用。该设备设计用于在SLA和DLP机器上打印，以充分再现100微米层高的毛细管系统。众所周知，SLA和DLP系统具有良好的精度，而SLA机器中的体素/阶梯效应较低。然而，由于树脂桶中的液态树脂一次性曝光，DLP机器在大量生产时往往能够更快地生产零件。生物相容性是通过使用符合ISO规范（如EN-ISO 10993-1:2009/AC:2010）和/或国家医疗机构批准的生物相容性（可额外消毒）树脂实现的。版本1：通过将Ependorf管状储存系统插入毛细管装置，从毛细管系统输送血液。可捕获的最大总血容量接近1ml。必须注意的是，还需要对印刷件进行进一步的后处理，即在储存管上添加硅树脂层，并施加负压以实现血液传输。尽管如此，当使用类似硅树脂或柔性材料打印插头时，完全添加的制造工作流程很容易实现。CAD文件中的一个简单布尔运算将为存储管创建一个紧密配合的插头，该插头可以同时打印。储存管被毛细管装置中的针头刺穿，针头也被打印出来。这种包装和打印的针确保安全采血，不会造成上述伤害。在设计过程中，在血液储存部分添加了一个带有把手的手柄，以便在血液输送后将其与毛细血管装置轻松分离。毛细血管捕捉装置设计为鼻锥形状，便于捕捉血滴。此外，还设计了一个锁钥匙导轨，以确保插入时笔直且紧密。通过在毛细管装置顶部安装简单的泄压阀，解决了插入存储装置时毛细管装置内的正压积聚问题。插入轴上的视觉端点反馈由锁键导轨和存储手柄/存储管底部尖端的凸面形状提供。为了测试储存管，通过将碱和催化剂按1:1的比例混合，制备了一层仿射科尔滕硅树脂。然后将硅酮平放在一个高度约为5mm的光滑表面上，并用管口切割，确保与内管表面保持正确，然后向左硬化。版本2：由于没有一个试样按预期工作，主要是因为没有方便的方法向真空吸尘器施加真空，我尝试了一种新的设计方法。本版本的主要标准是大量使用非印刷材料进行进一步后处理。我试图克服对捕获气缸本身施加负压的需要。因此，有必要通过在设计范围内细化公差来实现柱塞和装置毛细管部分之间的紧密配合。所有公差都进行了优化，以使柱塞与毛细管零件非常匹配，当柱塞被拉动时，毛细管零件会自动施加真空。此外，我优化了微流体通道，使其能够在不被擦除的情况下进行打印。通常情况下，激光固化树脂时会产生接近高斯曲线的光强图案，所用打印机无法解析小细节。因此，零件和通道直径之间的间隙最小值分别为0.5mm和0.7mm。因此，两部分的设计仍然是必要的。然而，螺纹螺钉可以直接与柱塞一起打印，因为这两个零件之间不需要紧密配合。拧入时，它在拉动柱塞时充当柱塞的端部止动块。螺钉将自己敲入微流体部分的壁中，不会太紧，但也不会太松。因此，实验室工作人员可以轻松拆卸该装置。由于唯一的密封部分是气缸的上边缘，轴向长度的增加增加了插入通道内柱塞的稳定性和密封性。新的设计方法还考虑到了减少材料消耗和增加体积，以使用较少的材料打印相对较大的数字（例如，通过缩小整个设计并使某些零件（如柱塞底座）中空）。在桌面SLA机器上，您可以在大约7小时内以100μm层高打印多达110个型号的100ml。所有零件均在Formlabs Form 2（SLA）打印机上以100um层高用透明树脂打印。零件用>；将99vol%IPA置于磁搅拌器上，分别清洗微流控通道，并将所有装置分别在UV室中后固化30分钟和20分钟