Name: design of an open-source, low-cost bioink and food melt extrusion 3d printer
Uploaded: 2020-03-02T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer at JoVE.com

इस शोध में सार्वजनिक, वाणिज्यिक या लाभ के लिए नहीं क्षेत्रों में वित्तपोषण एजेंसियों से कोई विशिष्ट अनुदान प्राप्त नहीं हुआ । डिजाइन के पहले के प्रोटोटाइप पर उनके योगदान के लिए फ्लोरियन श्मिटनर, सैंड्रो गोरिका, गुरिंदर सिंह, विंसेंट ट्रान और डोमिनिक वु के लिए विशेष धन्यवाद।

सावधानी: गर्म टांका बेड़ी और हीटिंग कारतूस की वजह से जलने का खतरा है। हीटिंग जैकेट के अंदर सुरक्षित नहीं होने पर हीटिंग कारतूस को कभी संचालित नहीं किया जाना चाहिए। चलती 3 डी प्रिंटर एक्सिस से चुटकी लेने...

<ol>
	<li>Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., Rosenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+Virtualization,+Decentralization+and+Network+Building+Change+the+Manufacturing+Landscape:+An+Industry+4.0+Perspective.">How Virtualization, Decentralization and Network Building Change the Manufacturing Landscape: An Industry 4.0 Perspective.</a> World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Information and Communication Engineering. 8 (1), (2014).</li><li>Gilchrist, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+Industry+4.0.">Introducing Industry 4.0.</a> Industry 4.0. , 195-215 (2016).</li><li>Petrick, I. J., Simpson, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Printing+Disrupts+Manufacturing:+How+Economies+of+One+Create+New+Rules+of+Competition.">3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules of Competition.</a> Research-Technology Management. 56 (6), 12-16 (2013).</li><li>Wong, K., Hernandez, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+Additive+Manufacturing.">A Review of Additive Manufacturing.</a> ISRN Mechanical Engineering. 10, (2012).</li><li>Lanaro, M., Desselle, M. R., Woodruff, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Printing+Chocolate:+Properties+of+Formulations+for+Extrusion,+Sintering,+Binding+and+Ink+Jetting.">3D Printing Chocolate: Properties of Formulations for Extrusion, Sintering, Binding and Ink Jetting.</a> Fundamentals of 3D Food printing and Applications. , (2018).</li><li>Godoi, F. C., Prakash, S., Bhandari, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3d+printing+technologies+applied+for+food+design:+Status+and+prospects.">3d printing technologies applied for food design: Status and prospects.</a> Journal of Food Engineering. 179, 44-54 (2016).</li><li>Stansbury, J. W., Idacavage, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+with+polymers:+Challenges+among+expanding+options+and+opportunities.">3D printing with polymers: Challenges among expanding options and opportunities.</a> Dental Materials. 32 (1), 54-64 (2016).</li><li>Zhu, W., Ma, X., Gou, M., Mei, D., Zhang, K., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+functional+biomaterials+for+tissue+engineering.">3D printing of functional biomaterials for tissue engineering.</a> Current Opinion in Biotechnology. 40, 103-112 (2016).</li><li>Lanaro, M., Booth, L., Powell, S. K., Woodruff, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrofluidodynamic+technologies+for+biomaterials+and+medical+devices:+melt+electrospinning.">Electrofluidodynamic technologies for biomaterials and medical devices: melt electrospinning.</a> Electrofluidodynamic Technologies (EFDTs) for Biomaterials and Medical Devices. , 37-69 (2018).</li><li>Malone, E., Lipson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fab@Home:+the+personal+desktop+fabricator+kit+Article+information.">Fab@Home: the personal desktop fabricator kit Article information.</a> Rapid Prototyping Journal. 13 (4), 245-255 (2007).</li><li>Vilbrandt, T., Malone, E., Lipson, H., Pasko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+Desktop+Fabrication.">Universal Desktop Fabrication.</a> Heterogeneous Objects Modelling and Applications. , 259-284 (2008).</li><li>Jones, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RepRap-the+replicating+rapid+prototyper.">RepRap-the replicating rapid prototyper.</a> Robotica. 29, 177-191 (2011).</li><li>Lanaro, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+complex+chocolate+objects:+Platform+design,+optimization+and+evaluation.">3D printing complex chocolate objects: Platform design, optimization and evaluation.</a> Journal of Food Engineering. , (2017).</li><li>Wu, W., DeConinck, A., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Omnidirectional+Printing+of+3D+Microvascular+Networks.">Omnidirectional Printing of 3D Microvascular Networks.</a> Advanced Materials. 23 (24), H178-H183 (2011).</li><li>Paxton, N., Smolan, W., B&#246;ck, T., Melchels, F., Groll, J., Jungst, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proposal+to+assess+printability+of+bioinks+for+extrusion-based+bioprinting+and+evaluation+of+rheological+properties+governing+bioprintability.">Proposal to assess printability of bioinks for extrusion-based bioprinting and evaluation of rheological properties governing bioprintability.</a> Biofabrication. 9 (4), 044107 (2017).</li></ol>

यह प्रोटोकॉल कम लागत वाले पिघलने वाले एक्सट्रूजन-आधारित 3 डी प्रिंटर के निर्माण के लिए विस्तृत निर्देश प्रदान करता है। 3डी प्रिंटर के निर्माण को फ्रेम, वाई-एक्सिस/बेड, एक्स-एक्सिस, एक्सट्रूडर, इलेक्ट्र?...

योजक विनिर्माण एक शक्तिशाली विनिर्माण प्रौद्योगिकी है जिसमें औद्योगिक परिदृश्य1,2को महत्वपूर्ण मूल्य प्रदान करने की क्षमता है । योजक विनिर्माण की आकर्षक विशेषताओं में कोई टूलींग लागत, अनुकूलन के उच्च स्तर, जटिल ज्यामिति और प्रवेश लागत में कम बाधाएं शामिल नहीं हैं। कोई रीटूलिंग लागत प्रोटोटाइप के तेजी से विनिर्माण के लिए अनुमति नहीं देती है, जो "बाजार के लिए समय" को कम करने की कोशिश करते समय वांछनीय है, जो विकसित देशों में उद्योगों का एक महत्वपूर्ण उद्देश्य है जो कम मजदूरी वाले प्रतियोगियों के खिलाफ प्रतिस्पर्धी बने रहने की कोशिश कर रहाहै 1। अनुकूलन के उच्च स्तर जटिल ज्यामिति के साथ निर्मित होने वाले विभिन्न प्रकार के उत्पादों की अनुमति देते हैं। जब इन कारकों को सेट-अप, सामग्री और ऑपरेटर विशेषज्ञता के लिए कम लागत के साथ जोड़ा जाता है, तो योजक विनिर्माण प्रौद्योगिकियों का स्पष्ट मूल्य3होता है।
योजक विनिर्माण, जिसे 3 डी प्रिंटिंग भी कहा जाता है, में कंप्यूटर न्यूमेरिकल नियंत्रित (सीएनसी) सिस्टम3में किसी वस्तु की परत-दर-परत निर्माण शामिल है। मिलिंग जैसी पारंपरिक सीएनसी प्रक्रियाओं के विपरीत, जिसमें सामग्री को शीट या सामग्री के ब्लॉक से हटा दिया जाता है, एक 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम वांछित संरचना परत-दर-परत में सामग्री जोड़ता है।
3 डी प्रिंटिंग लेजर, फ्लैश, एक्सट्रूजन, या जेटिंग प्रौद्योगिकियों4सहित तरीकों की एक श्रृंखला के माध्यम से सुविधा दी जा सकती है । नियोजित विशिष्ट तकनीक कच्चे माल (यानी, पाउडर या पिघल) के साथ-साथ प्रसंस्करण के लिए आवश्यक रीलॉजिकल और थर्मल गुणोंकेरूप में निर्धारित करती है। एक्सट्रूजन-आधारित 3 डी प्रिंटिंग बाजार में फिलामेंट-आधारित प्रणालियों का प्रभुत्व है, जो फिलामेंट्स को संभालना, प्रक्रिया और लगातार एक्सट्रूशन हेड को बड़ी मात्रा में सामग्री की आपूर्ति करने के कारण है। हालांकि, यह प्रक्रिया तंतु (मुख्य रूप से थर्मोप्लास्टिक) में बनने में सक्षम सामग्री के प्रकार से सीमित है। अधिकांश सामग्री फिलामेंट रूप में मौजूद नहीं है, और बाजार में आधुनिक कम लागत वाले प्लेटफार्मों की कमी एक उल्लेखनीय अंतर का प्रतिनिधित्व करती है।
यह प्रोटोकॉल जलाशय आधारित एक्सट्रूजन सिस्टम के निर्माण को दर्शाता है जो सामग्रियों को सिरिंज में संग्रहीत करने और सुई के माध्यम से बाहर निकालने की अनुमति देता है। यह प्रणाली आदर्श रूप से खाद्यपदार्थ 6, पॉलिमर7और बायोमैटेरियल्स8,9सहित विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का निर्माण करने के लिए अनुकूल है । इसके अलावा, जलाशय आधारित निष्कासन तकनीक आमतौर पर कम खतरनाक होती है, लागत में कम होती है, और अन्य 3 डी प्रिंटिंग विधियों की तुलना में काम करना आसान होता है।
विश्वविद्यालय के नेतृत्व वाली टीमों की डिजाइनिंग और जनता के लिए ओपन सोर्स 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम जारी करने की संख्या बढ़ रही है । 200710,11में Fab@Home एक्सट्रूशन-आधारित प्रिंटर के साथ शुरुआत करते हुए शोधकर्ताओं ने 3डी प्रिंटिंग तकनीक और अनुप्रयोगों में तेजी से विस्तार करने के लिए एक सरल और सस्ता मंच बनाने का लक्ष्य दिया। बाद में 2011 में, रिपरैप परियोजना का उद्देश्य 3डी प्रिंटिंग द्वारा बनाए गए हिस्सों के साथ डिज़ाइन किया गया एक फिलामेंट-आधारित 3 डी प्रिंटिंग प्लेटफॉर्म बनाना था, जिसका लक्ष्य एक आत्म-प्रतिकृति मशीन12बनाना था। 3डी प्रिंटर की लागत पिछले कुछ वर्षों में गिर रही है, एक Fab@Home (2006) के लिए $ 2300 USD से, एक RepRap v1 (2005) के लिए $ 573 USD, और v2 (2011) के लिए $ 400 USD।
पिछले काम में, हमने दिखाया कि चॉकलेट13से जटिल 3डी वस्तुओं को बनाने के लिए एक ऑफ-द-सेल्फ 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम को कस्टम जलाशय-आधारित एक्सट्रूजन सिस्टम के साथ कैसे जोड़ा जा सकता है। इसके अलावा डिजाइन जांच से पता चला है कि इस प्रोटोटाइप डिजाइन की तुलना में काफी लागत बचत हासिल की जा सकती है ।
इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य कम लागत वाले जलाशय आधारित पिघला हुआ एक्सट्रूशन 3डी प्रिंटर के निर्माण के लिए निर्देश प्रदान करना है। यहां प्रस्तुत विस्तृत आरेख, चित्र, फ़ाइलें और घटक सूचियां हैं जो 3 डी प्रिंटर के सफलतापूर्वक निर्माण और संचालन की अनुमति देती हैं। सभी घटकों को ओपन-सोर्स (क्रिएटिव कॉमन्स नॉनकमर्शियल) प्लेटफॉर्म <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>पर होस्ट किया जाता है, जो उपयोगकर्ताओं को वांछित के रूप में अतिरिक्त सुविधाओं को बदलने या जोड़ने की अनुमति देता है। चिपचिपा क्रीम, चॉकलेट, और प्लोरोनिक एफ-127 (बायोइंकक्स के लिए एक मॉडल) का उपयोग ADDME के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने और बायोमेडिकल और खाद्य मुद्रण उद्योगों के लिए ADDME 3D प्रिंटर के आवेदन को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है।
इस प्रोटोकॉल के लिए एक्रेलिक काटने में सक्षम लेजर कटर और पीएलए या एबीएस फिलामेंट्स छापने में सक्षम डेस्कटॉप 3डी प्रिंटर की आवश्यकता होती है। सामग्री को गर्म करने के लिए एक मशीनी हीटिंग जैकेट और हीटर कारतूस या सिलिकॉन हीटर का उपयोग किया जा सकता है, जिसके आधार पर ऑपरेटर के पास पहुंच है। सभी सीएडी फाइलें <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>पर मिल सकती हैं । 3डी प्रिंटर को नियंत्रित करने के लिए फर्मवेयर और सॉफ्टवेयर के लिए, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> और <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> क्रमशः संसाधन प्रदान किए जाते हैं। नियंत्रण बोर्ड के बारे में विस्तृत निर्देशके लिए, <a href="https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4" target="_blank">https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4</a>देखें ।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15 W 12V DC 50x100mm Flexible Silicon Heater</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1280175</td>
			<td>Optional; AU$4.46</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Lulzbot</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://download.lulzbot.com/TAZ/6.02/documentation/manual/9780989378482_interior_r6.02.pdf" target="_blank">https://download.lulzbot.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>Ultimaker 2+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AC 100-240V to DC 12V 5A 60W Power Supply</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>994870</td>
			<td>AU$12.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic Sheet White Continuous Cast 1200x600mm</td>
			<td>Mulford Plastics</td>
			<td></td>
			<td>AU$36.95</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allen Keys</td>
			<td>Metric</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino MEGA2560 R3 with RAMPS 1.4 Controller</td>
			<td>Geekcreit</td>
			<td>984594</td>
			<td>AU$28.91</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel Linear Shaft 8mm x 350mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1119330</td>
			<td>AU$13.44</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel linear Shaft 8mm x 500mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1276011</td>
			<td>AU$19.42</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chocolate</td>
			<td>Cadbury</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer with internet access</td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupler 5-8mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1070710</td>
			<td>AU$6.93</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Cream</td>
			<td>Nivea</td>
			<td>80102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Cartridge</td>
			<td>Creality 3D</td>
			<td>1192704</td>
			<td>AU$4.75</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K Type Temperature Sensor Thermocouple</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1212169</td>
			<td>AU$2.37</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Cutter</td>
			<td>trotec</td>
			<td>Speedy 300</td>
			<td><a href="https://www.troteclaser.com/fileadmin/content/images/Contact_Support/Manuals/8047-speedy-400-redesign-manual-EN.pdf" target="_blank">https://www.troteclaser.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M10 1mm Pitch Thread Metal Hex Nut + Washer</td>
			<td>UXCELL</td>
			<td></td>
			<td>AU$8.84</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M10 1mm Pitch Zinc Plated Pipe 400mm Length</td>
			<td>UXCELL</td>
			<td></td>
			<td>AU$11.62</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 - 0.4mm Internal Thread Brass Inserts</td>
			<td>Ebay</td>
			<td></td>
			<td>AU$5.65</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 Nuts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 x 10 mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M2 x 5mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1239291</td>
			<td>AU$9.17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 - 0.5mm Internal Thread Brass Inserts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1262071</td>
			<td>AU$7.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 Nuts</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 Washer</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1064061</td>
			<td>AU$3.05</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 10mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 20mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 6mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M3 x 8mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1109208</td>
			<td>AU$7.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M4 x 8mm Button Hex Screws</td>
			<td>Suleve</td>
			<td>1273210</td>
			<td>AU$4.32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Luer Lock 18 - 27 Gauge</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>TGA ARTG ID: 130227</td>
			<td>AU$3.57</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEMA 17 Stepper Motor</td>
			<td>Casun</td>
			<td>42SHD0001-24B</td>
			<td>AU$54</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEMA Stepper Motor Mounting Bracket</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>ptNema17br90</td>
			<td>AU$4.79</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pillow Block Flange Bearing 8mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>KFL08</td>
			<td>AU$5.04</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLA Filament</td>
			<td>Creality 3D</td>
			<td>1290153</td>
			<td>AU$24.95</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F127</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P2443-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SC8UU 8mm Linear Motion Ball Bearing</td>
			<td>Toolcool</td>
			<td>935967</td>
			<td>AU$21.6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SG-5GL Micro Limit Switch</td>
			<td>Omron</td>
			<td>1225333</td>
			<td>AU$4.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering Station</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solder, Wires, Heat shrink e.c.t.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>995375</td>
			<td>AU$2.53</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 3ml Luer Lock Polypropylene</td>
			<td>Brauhn</td>
			<td>9202618N</td>
			<td>AU$3.14</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timing Pulley GT2 20 Teeth and Belt Set</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>10811303</td>
			<td>AU$11.48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trapezoidal Lead Screw and Nut 8mm x 400mm</td>
			<td>Banggood</td>
			<td>1095315</td>
			<td>AU$29.02</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable Spanner</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design of an open-source, low-cost bioink and food melt extrusion 3d printer

त्रि-आयामी (3 डी) मुद्रण एक तेजी से लोकप्रिय विनिर्माण तकनीक है जो अत्यधिक जटिल वस्तुओं को कोई रीटूलिंग लागत के साथ निर्मित करने की अनुमति देती है। यह बढ़ती लोकप्रियता आंशिक रूप से इस तरह के सिस्टम सेट अप लागत और आपरेशन में आसानी के रूप में प्रवेश के लिए बाधाओं गिरने से प्रेरित है । निम्नलिखित प्रोटोकॉल कस्टम भागों और घटकों के निर्माण के लिए एक योजक विनिर्माण पिघल एक्सट्रूजन (ADDME) 3 डी प्रिंटर के डिजाइन और निर्माण प्रस्तुत करता है। ADDME को 3डी-प्रिंटेड, लेजर-कट और ऑनलाइन-सोर्स घटकों के संयोजन के साथ डिजाइन किया गया है। प्रोटोकॉल को फ्रेमिंग, वाई-एक्सिस और बेड, एक्स-एक्सिस, एक्सट्रूजन, इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्टवेयर के शीर्षकों के तहत विस्तृत आरेख और भागों की सूची के साथ आसान-से-अनुवर्ती अनुभागों में व्यवस्थित किया जाता है। एडीएमई के प्रदर्शन का मूल्यांकन एक्सट्रूजन परीक्षण और चिपचिपा क्रीम, चॉकलेट और प्लूरोनिक एफ-127 (बायोइंक्स के लिए एक मॉडल) का उपयोग करके जटिल वस्तुओं की 3 डी प्रिंटिंग के माध्यम से किया जाता है। परिणामों से संकेत मिलता है कि ADDME सामग्री के निर्माण के लिए एक सक्षम मंच है और उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग के लिए निर्माण करता है। विस्तृत आरेख और वीडियो सामग्री का संयोजन सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला से जटिल वस्तुओं की 3 डी प्रिंटिंग में रुचि रखने वाले व्यक्तियों के लिए कम लागत, आसान-से-ऑपरेट उपकरण तक पहुंच की सुविधा प्रदान करता है।

3 डी प्रिंटिंग के दौरान एडीएमई के प्रदर्शन का मूल्यांकन चिपचिपा क्रीम (150 मिलीलीटर, निवेया हैंड क्रीम), चॉकलेट (कैडबरी, सादा दूध), और प्लोरोनिक एफ-127 (सिग्मा एल्ड्रिच) का उपयोग करके किया गया था। ?...

Watch this Scientific Journal Video about Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer at JoVE.com

Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

इस काम का उद्देश्य जैव चिकित्सा और खाद्य मुद्रण उद्योगों में अनुप्रयोगों के लिए खुले स्रोत और कम लागत वाले घटकों से बने जलाशय आधारित पिघला हुआ तीन आयामी प्रिंटर डिजाइन और निर्माण करना है।

एक ओपन-सोर्स, कम लागत वाले बायोइंक और फूड मेलएक्सल एक्सट्रूशन 3डी प्रिंटर का डिजाइन

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...

इस प्रक्रिया में हम प्रदर्शित करेंगे कि ADDME, कम लागत, ओपन सोर्स, पिघलधूण और बायोइंक 3डी प्रिंटर का निर्माण कैसे किया जाए। पिघल निष्कासन और बायोइंक 3 डी प्रिंटर हजारों डॉलर खर्च कर सकते हैं और आम तौर पर बंद स्रोत हैं। ADDME एक खुला स्रोत है, अनुकूलन योग्य 3डी प्रिंटिंग प्लेटफ़ॉर्म जिसकी लागत 350 से कम है।ADDME खाद्य प्रसंस्करण, बहुलक समग्र सामग्री उत्पादन, और बायोप्रिंटिंग के भीतर अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के साथ जटिल 3 डी ज्यामिति के उत्पादन में सक्षम बनाता है। यह वीडियो ऐडमे के निर्माण और परीक्षण के लिए विभिन्न घटकों के निर्माण और परीक्षण के लिए कैसे एक साथ आते हैं, इस प्रदर्शन पर हाथ प्रदान करता है। नौ ऐक्रेलिक भागों के माध्यम से एक को जोड़ने के बाद, यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक टुकड़ा सही ढंग से स्थित है और टुकड़ों को सुरक्षित करने के लिए M3 शिकंजा और एक M3 एलन कुंजी का उपयोग करें, यह सुनिश्चित करने के लिए आंकड़ा लेबल की जांच करें।फिर, एक्रेलिक सदस्यों में छह, आठ और 10 में छेद किए गए उद्देश्य के माध्यम से M10 पिरोया रॉड रखें, और M10 वाशर और नट्स के साथ रॉड को सुरक्षित करें, एक चर स्पैनर के साथ पागल को कस दें। वाई-एक्सिस और प्रिंटिंग बेड को इकट्ठा करने के लिए, प्रत्येक आठ मिलीमीटर शाफ्ट पर दो तकिया ब्लॉक स्लाइड करें और आठ मिलीमीटर शाफ्ट में से एक पर अंत स्टॉप स्लाइड करें। यांत्रिक अंत बंद सुरक्षित करने के लिए M2 शिकंजा और एक एलन कुंजी का उपयोग करें और बढ़ते बिस्तर के लिए सभी चार तकिया ब्लॉक सुरक्षित करने के लिए M4 शिकंजा का उपयोग करें ।एम 3 शिकंजा और एक एलन कुंजी का उपयोग कर बढ़ते बिस्तर पर बेल्ट क्लैंप सुरक्षित और एक M3 पेंच, अखरोट, और वसंत व्यवस्था का उपयोग कर बढ़ते बिस्तर पर मुद्रण बिस्तर सुरक्षित । इसके बाद, बैक और फ्रंट पैनल दोनों को शाफ्ट धारकों में से दो को सुरक्षित करने के लिए एम 2 शिकंजा और एक एलन कुंजी का उपयोग करें और बैक पैनल में स्टेपर मोटर धारक को सुरक्षित करने के लिए एम 3 शिकंजा का उपयोग करें। फिर स्टेपर मोटर धारक को स्टेपर मोटर सुरक्षित करने और बेल्ट आइडलर को फ्रंट पैनल में सुरक्षित करने के लिए अतिरिक्त एम 3 शिकंजा का उपयोग करें।फ्रेम में प्रिंटिंग बेड उप-असेंबली डालने के लिए, एक शाफ्ट धारक को आठ मिलीमीटर शाफ्ट के प्रत्येक छोर से मेल खाते हैं। एक्स-एक्सिस उप-असेंबली के बाईं ओर इकट्ठा करने के लिए, अखरोट धारक के अंदर एक पीतल अखरोट रखें और एक्स-एक्सिस तकिया को छोड़ दिया अखरोट को सुरक्षित करने के लिए M3 शिकंजा और एलन कुंजी का उपयोग करें। M4 शिकंजा और एक एलन कुंजी का उपयोग करना, एक्स-अक्ष तकिया छोड़ दिया करने के लिए तकिया ब्लॉक सुरक्षित और एक्स-अक्ष आइडलर एक एक्स-अक्ष तकिया के लिए सुरक्षित M3 शिकंजा के साथ छोड़ दिया ।आइडलर के केंद्र छेद संरेखित करें, एक्स-एक्सिस आइडलर एक, और एक्स-एक्सिस आइडलर दो और एम 3 शिकंजा और एलन कुंजी के साथ इन सामग्रियों को ठीक करें। एक्स-एक्सिस उप-असेंबली के दाईं ओर इकट्ठा करने के लिए, अखरोट धारक के अंदर एक पीतल अखरोट रखें और अखरोट को एम 3 शिकंजा के साथ एक्स-एक्सिस तकिया के लिए सुरक्षित करें। एम 4 शिकंजा के साथ एक्स-एक्सिस तकिया के लिए तकिया ब्लॉक सुरक्षित करें और एक्स-एक्सिस तकिया को एम 3 शिकंजा के साथ सही सुरक्षित करें।एक्स-एक्सिस राइट के लिए स्टेपर मोटर को सुरक्षित करने के लिए अतिरिक्त एम 3 शिकंजा का उपयोग करें और प्रत्येक पीतल के नट्स में पिरोया छड़ को थ्रेड करें। आठ मिलीमीटर शाफ्ट के दो स्लाइड तकिया ब्लॉक में से प्रत्येक में खड़ी और आठ मिलीमीटर शाफ्ट क्षैतिज के दो स्लाइड । इसके बाद, दोनों शीर्ष पैनल और इलेक्ट्रॉनिक्स बाड़े शीर्ष करने के लिए शाफ्ट धारकों के दो सुरक्षित करने के लिए M2 शिकंजा का उपयोग करें और शीर्ष पैनल पर तकिया ब्लॉक बीयरिंग सुरक्षित करने के लिए M3 शिकंजा का उपयोग करें ।एम 3 शिकंजा के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स बाड़े शीर्ष पर स्टेपर मोटर्स सुरक्षित और कदम मोटर्स के शाफ्ट पर कपलर सुरक्षित करने के लिए कम झाड़ी पेंच कसने के लिए M2 एलन कुंजी का उपयोग करें। एक्स-एक्सिस सब-असेंबली को फ्रेम में रखने के लिए, शाफ्ट धारक के साथ ऊर्ध्वाधर आठ मिलीमीटर शाफ्ट को संरेखित करें और शाफ्ट को M2 शिकंजा और एलन कुंजी के साथ कस लें। फिर, कपलर के दूसरे छोर में पिरोया रॉड को सुरक्षित करने के लिए ऊपरी ग्रब स्क्रू को कसने के लिए एम2 एलन कुंजी का उपयोग करें।उप-असेंबली के निष्कासन के लिए, एक्सट्रूडर बैक प्लेट पर दो तकिया ब्लॉकों को सुरक्षित करने के लिए एम 4 शिकंजा का उपयोग करें और तकिया ब्लॉकों के बीच एक्सट्रूडर बैक प्लेट पर एक्सट्रूडर बेल्ट क्लैंप को सुरक्षित करने के लिए एम 3 शिकंजा का उपयोग करें। एक्सट्रूडर मोटर धारक को एक्सट्रूडर बैक प्लेट को सुरक्षित करने और एक्सट्रूडर मोटर धारक पर दो स्टेपर मोटर्स को सुरक्षित करने के लिए एम 3 हेक्स शिकंजा का उपयोग करें। स्टेपर मोटर्स के शाफ्ट पर कपलर्स को सुरक्षित करने के लिए एक M2 एलन कुंजी के साथ निचले ग्रब स्क्रू को कसें और कपलर्स के भीतर पिरोए गए स्क्रू को सुरक्षित करने के लिए ऊपरी ग्रब स्क्रू को कसें।एक्सट्रूडर मोटर होल्डर में हीटिंग जैकेट स्लाइड करें और एक प्लंजर लॉक वन के अंदर पीतल के नट को सुरक्षित करने के लिए एम 3 शिकंजा का उपयोग करें। एक्स-एक्सिस पर एक्स-एक्सिस पर एक्स-एक्सिस पर पाए जाने वाले आठ मिलीमीटर शाफ्ट को एक्स-एक्सिस पर पाए जाने वाले एक्स-एक्सिस पर एक्स-एक्सिस ब्लॉक्स में स्लाइड करें और बाएं और दाएं अक्ष विधानसभाओं पर दांतेदार आइडलर में आइडलर के माध्यम से ड्राइव बेल्ट को लपेटें । फिर एक्सट्रूडर बेल्ट क्लैंप में ड्राइव बेल्ट को सुरक्षित करने के लिए एम 3 हेक्स शिकंजा का उपयोग करें।जब फ्रेम असेंबली पूरी हो जाती है, तो एम 3 शिकंजा का उपयोग एक्रेलिक भाग सात इलेक्ट्रॉनिक कफन में Arduino माउंट करने के लिए और एक्रिलिक भाग छह वापस पैनल का सामना करना पड़ यूएसबी प्लग के साथ Arduino बोर्ड के शीर्ष पर एक RAMPS बोर्ड सम्मिलित करता है । एक्रेलिक भाग छह बैक पैनल में डीसी बिजली की आपूर्ति जैक माउंट और बिजली की आपूर्ति के लिए कनेक्टर तय। फिर, रिवर्स तरीके से कनेक्शन स्थापित करने से बचने के लिए एक तारों आरेख और लेबल का उपयोग करके, मोटर नियंत्रकों, स्टेपर मोटर्स, एंड स्टॉप, हीटर और थर्मोकपल को अपने संबंधित पिनों से कनेक्ट करें।लाइन परीक्षण में आंदोलन आदेशों की एक श्रृंखला का उपयोग करना शामिल है, जिसे जी-कोड कहा जाता है, व्यक्तिगत फिलामेंट गुणों का मूल्यांकन करने के लिए एक बुनियादी पैटर्न में बिल्ड प्लेट पर आगे-पीछे एक फिलामेंट मुद्रित करने के लिए, जैसे मोटाई या स्थिरता। लाइन परीक्षणों के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रिंटिंग पैरामीटर तालिका में शामिल हैं। जटिल 3 डी ऑब्जेक्ट्स बनाने के लिए, मुद्रित किए जाने वाले ऑब्जेक्ट को रिपेटियर में एक मानक टेसेलेशन भाषा फ़ाइल में इनपुट किया जाना चाहिए और 3 डी प्रिंटेबल जी-कोड में कटा हुआ होना चाहिए।3 डी ऑब्जेक्ट्स को प्रिंट करने के पैरामीटर तालिका में शामिल हैं। एक्स, वाई और जेड दिशाओं में इन प्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले योजक विनिर्माण पिघल निष्कासन प्रिंटर की आयामी सटीकता को निर्धारित करने के लिए, अर्ध-ठोस सामग्री को प्रिंट करते समय, एक सेंटीमीटर द्वारा एक सेंटीमीटर घन मुद्रित किया गया था। घन तो 3 डी स्कैन और आयामी मूल घन कंप्यूटर एडेड ड्राफ्टिंग डेटा के खिलाफ तुलना में किया गया ।इसके बाद ओपन सोर्स क्लाउड तुलना सॉफ्टवेयर प्रोग्राम का इस्तेमाल करते हुए मूल मॉडल और 3डी स्कैन की तुलना की गई । सिस्टम को जोड़ने या बिजली आपूर्ति चालू करने से पहले, सुनिश्चित करें कि तारों को सही ढंग से किया गया है और इसे एक योग्य तकनीशियन द्वारा चेक किया गया है। ADDME भोजन में अनुप्रयोगों और 3 डी प्रिंटिंग को छोड़कर पिघल निष्कासन प्रक्रिया का अध्ययन करने के लिए एक खुला स्रोत और अनुकूलन योग्य मंच है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

सहसंबद्ध लाइट / इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए कम लागत माइक्रोस्कोपी क्रायो लाइट स्टेज निर्माण

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

तरल इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए 3 डी मुद्रित का उपयोग कर molds मेडिकल उपकरणों के तेजी से और कम लागत प्रोटोटाइप

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

उपास्थि और त्वचा ऊतक Bioink Precellularization के लिए एक उपंयास निष्क्रिय मिश्रण इकाई तकनीक के उपयोग के अनुरूप का मुद्रण

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

एक विद्युत डीएनए के विकास के लिए एक Foodborne रोगज़नक़ का पता लगाने के लिए सेंसर

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

खुला स्रोत Microplate-संगत रोशनी पैनलों के लिए आवेदन

Microplates are commonly used in the modern laboratory environment for a wide variety of tasks both in small-scale laboratory benchtop operations as well ...

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

3 डी सेल-लादेन अग्नाशय ऊतक निर्माण मुद्रण के लिए अग्नाशय ऊतक-व्युत्पन्न एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स बायोइंक

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...

An Open Source Technology Platform to Manufacture Hydrogel-Based 3D Culture Models in an Automated and Standardized Fashion

एक स्वचालित और मानकीकृत फैशन में हाइड्रोजेल-आधारित 3 डी संस्कृति मॉडल के निर्माण के लिए एक ओपन सोर्स टेक्नोलॉजी प्लेटफॉर्म

Current mixing steps of viscous materials rely on repetitive and time-consuming tasks which are performed mainly manually in a low throughput mode. These ...

Low-Cost, Volume-Controlled Dipstick Urinalysis for Home-Testing

होम-टेस्टिंग के लिए कम लागत, वॉल्यूम-नियंत्रित डिपस्टिक यूरिनलिसिस

Dipstick urinalysis provides quick and affordable estimations of multiple physiological conditions but requires good technique and training to use ...

Open-source Toolkit: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array for Nerve Recording

ओपन-सोर्स टूलकिट: तंत्रिका रिकॉर्डिंग के लिए बेंचटॉप कार्बन फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी

Conventional peripheral nerve probes are primarily fabricated in a cleanroom, requiring the use of multiple expensive and highly specialized tools. This ...