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

Bu araştırma, kamu, ticari veya kar amacı gütmeyen sektörlerde finansman kurumlarından herhangi bir özel hibe almadı. Florian Schmittner, Sandro Gorka, Gurinder Singh, Vincent Tran ve Dominik Vu'ya tasarımın daha önceki bir prototipine yaptıkları katkılardan dolayı özel teşekkür.

DİkKAT: Sıcak lehim leme ütüleri ve ısıtma kartuşlarının neden olduğu yanıklar riski vardır. Isıtma kartuşu, ısıtma ceketinin içine sabitlendiğinde asla çalıştırılmamalıdır. Hareket eden 3D yazıcı ekseninden çimdikleme veya yırtılma riski de vardır.
1. Genel bakış ve hazırlık
NOT: Şekil 1A yazıcının bilgisayar tarafından oluşturulan bir şekilde görüntülemi gösterir ve <strong ...

<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>

Bu protokol, düşük maliyetli erime ekstrüzyon tabanlı 3D yazıcı oluşturmak için ayrıntılı talimatlar sağlar. 3D yazıcının yapısı çerçeve, y ekseni/yatak, x ekseni, ekstrüder, elektronik ve yazılım gibi alt bölümlere ayrılabilir. Bu alt bölümler ayrıntılı diyagramlar, çizimler, dosyalar ve parça listeleri ile sunulur. Bir ADDME 3D yazıcının toplam fiyatı 343 AUD (17/01/2019 itibariyle 245 USD) olarak geliyor ve bu da şu anda bilinen en ucuz, rezervuar tabanlı erime 3D yazıcı yıkı...

Katkı üretim endüstriyel peyzaj1,2önemli bir değer sağlama potansiyeline sahip güçlü bir üretim teknolojisidir. Katkı maddesi üretiminin çekici özellikleri arasında takım lama maliyetleri, yüksek düzeyde özelleştirme, karmaşık geometriler ve giriş maliyetlerinin önündeki engeller indeğildir. Hiçbir retooling maliyetleri prototiphızlı üretim için izin, hangi düşük ücretli rakiplere karşı rekabetçi kalmaya çalışan gelişmiş ülkelerde sanayi kritik bir hedeftir "pazara zaman" azaltmak için çalışırken arzu edilir1. Yüksek düzeyde özelleştirilebilirlik, çok çeşitli ürünlerin karmaşık geometrilerle üretilmesini sağlar. Bu faktörler kurulum, malzeme ve operatör uzmanlık için düşük maliyetler ile birleştirildiğinde, katkı üretim teknolojileri3net bir değerdir.
3D baskı olarak da adlandırılan katkı maddesi üretimi, bir bilgisayarsayısal kontrollü (CNC) sisteminde bir nesnenin katman katman üretilmesini içerir3. Malzemenin bir levha veya malzeme bloğundan çıkarıldığı frezeleme gibi geleneksel CNC işlemlerinin aksine, 3B yazdırma sistemi istenen yapıya katman katman katman malzeme ekler.
Lazer, flaş, ekstrüzyon veya jetting teknolojileri4gibi çeşitli yöntemlerle 3D baskı kolaylaşabilir. Kullanılan özel teknoloji hammadde nin biçimini (yani, toz veya erime) yanı sıra5işleme için gerekli reolojik ve termal özellikleri belirler. Ekstrüzyon tabanlı 3D baskı pazarı, filamentlerin kullanımı, işlenmesi ve ekstrüzyon başına sürekli olarak büyük hacimlerde malzeme sağlaması nedeniyle filament tabanlı sistemler tarafından yönetilmektedir. Ancak bu süreç filamentler (özellikle termoplastikler) halinde oluşturulabilecek malzeme türü ile sınırlıdır. Çoğu malzeme filament şeklinde mevcut değildir ve piyasada modern düşük maliyetli platformların eksikliği önemli bir boşluğu temsil eder.
Bu protokol, malzemelerin bir şırıngada depolanıp iğneyle ekstrüzyon yapmasına izin veren rezervuar tabanlı ekstrüzyon sisteminin yapımını göstermektedir. Bu sistem ideal gıdalar6,polimerler7ve biyomalzemeler8,9dahil olmak üzere malzemelerin geniş bir yelpazede üretmek için uygundur. Ayrıca, rezervuar tabanlı ekstrüzyon teknikleri genellikle daha az tehlikeli, maliyet daha düşük ve diğer 3D baskı yöntemleridaha kullanımı daha kolaydır.
Açık kaynak kodlu 3D baskı sistemleri tasarlayan ve halka salan üniversite liderliğindeki ekiplerin sayısı giderek artmaktadır. 2007 yılında Fab@Home ekstrüzyon tabanlı yazıcı ile başlayan10,11, araştırmacılar 3D baskı teknolojisi ve uygulamalarında hızlı genişleme sürücü için basit ve ucuz bir platform oluşturmayı amaçladın. Daha sonra 2011 yılında, RepRap proje bir filament tabanlı 3D baskı platformu 3D baskı tarafından yapılan parçalar ile tasarlanmış oluşturmayı amaçlayan, kendi kendini çoğaltma makinesi oluşturmak amacıyla12. 3D yazıcıların maliyeti yıllar içinde, bir Fab@Home için 2300 USD'den (2006), RepRap v1 için $573 USD'den (2005) ve v2 (2011) için $400 USD'den düşüyor.
Önceki çalışmada, nasıl bir off-the-self 3D baskı sistemi özel bir rezervuar tabanlı ekstrüzyon sistemi ile çikolata13karmaşık 3D nesneler oluşturmak için kombine edilebilir gösterdi. Daha fazla tasarım araştırması, bu prototip tasarımına kıyasla önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlanabileceğini göstermiştir.
Bu protokolün amacı, düşük maliyetli rezervuar bazlı erime ekstrüzyon 3D yazıcının inşası için talimatlar sağlamaktır. Burada sunulan ayrıntılı diyagramlar, çizimler, dosyalar ve bileşen listeleri başarıyla bir 3D yazıcı nın yapımı ve çalışmasına izin vermek için. Tüm bileşenler, kullanıcıların istedikleri gibi ek özellikler değiştirmelerine veya eklemelerine olanak tanıyan açık kaynak (creative commons ticari olmayan) platform <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/collections" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/collections</a>barındırılır. Viskoz krem, çikolata ve Pluronic F-127 (bioinks için bir model) ADDME performansını değerlendirmek ve biyomedikal ve gıda baskı endüstrilerine ADDME 3D yazıcı uygulamasını göstermek için kullanılır.
Bu protokol için akrilik kesim yapabilen bir lazer kesici ve PLA veya ABS filamentleri baskı yapabilen bir masaüstü 3D yazıcı gereklidir. İşlenmiş ısıtma ceketi ve ısıtıcı kartuşuna veya silikon ısıtıcı, operatörün hangi ekipmana erişebildiğine bağlı olarak malzemeyi ısıtmak için kullanılabilir. Tüm CAD dosyaları <a href="https://www.thingiverse.com/Addme/designs" target="_blank">https://www.thingiverse.com/Addme/designs</a>bulunabilir. Firmware ve yazılım 3D yazıcı, <a href="http://marlinfw.org/meta/download/" target="_blank">http://marlinfw.org/meta/download/</a> ve <a href="https://www.repetier.com/" target="_blank">https://www.repetier.com/</a> sırasıyla kaynakları kontrol etmek için sağlanır. Kontrol panosu hakkında ayrıntılı talimatlar için <a href="https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4" target="_blank">https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4.</a>

<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

Üç boyutlu (3D) baskı, son derece karmaşık nesnelerin yeniden şekillendirme maliyeti olmadan üretilmesine olanak tanıyan giderek daha popüler bir üretim tekniğidir. Bu artan popülerlik kısmen sistem kurulum maliyetleri ve kullanım kolaylığı gibi giriş engelleri düşen tarafından tahrik edilir. Aşağıdaki protokol, özel parça ve bileşenlerin imalatı için bir Katkı İmalat Eritme Ekstrüzyon (ADDME) 3D yazıcı tasarımı ve inşaat sunar. ADDME, 3D baskılı, lazer kesimli ve çevrimiçi kaynaklı bileşenlerin bir kombinasyonuyla tasarlanmıştır. Protokol çerçeveleme, y ekseni ve yatak, x ekseni, ekstrüzyon, elektronik ve yazılım başlıkları altında ayrıntılı diyagramlar ve parça listeleri ile takip edilen kolay bölümler halinde düzenlenir. ADDME'nin performansı, viskoz krem, çikolata ve Pluronik F-127 (bioinks modeli) kullanılarak ekstrüzyon testi ve karmaşık nesnelerin 3Boyutlu baskısı ile değerlendirilir. Sonuçlar ADDME'nin çok çeşitli sektörlerde kullanılmak üzere malzeme ve yapı imalatı için yetenekli bir platform olduğunu göstermektedir. Ayrıntılı diyagramlar ve video içeriğinin birleşimi, karmaşık nesnelerin çok çeşitli malzemelerden 3D baskıyla ilgilenen kişiler için düşük maliyetli, kullanımı kolay ekipmanlara erişimi kolaylaştırır.

ADDME'nin 3D baskı sırasındaki performansı viskoz krem (150 mL, Nivea el kremi), çikolata (Cadbury, sade süt) ve Pluronic F-127 (Sigma Aldrich) kullanılarak değerlendirildi. Viskoz krema ve çikolata olduğu gibi kullanıldı ve Pluronic ultrasaf su ile% 20 wt çözeltisi içine çözüldü ve gerekli 14 kadar 5 ° C buzdolabında saklandı14,15.
Çizgi testi, ka...

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

Bu çalışmanın amacı, biyomedikal ve gıda baskı sektörlerindeki uygulamalar için açık kaynak ve düşük maliyetli bileşenlerden yapılmış rezervuar bazlı erime ekstrüzyonu üç boyutlu yazıcı tasarlamak ve inşa etmektir.

Bir Açık Kaynak Tasarımı, Düşük Maliyetli Bioink ve Gıda Melt Extrusion 3D Yazıcı

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

Bu prosedürde, düşük maliyetli, açık kaynak kodazisi ve bioink 3D yazıcı olan ADDME'nin nasıl inşa edilebildiğini göstereceğiz. Erime ekstrüzyon ve bioink 3D yazıcılar binlerce dolara mal olabilir ve genellikle kapalı kaynaktır. ADDME, 350'den daha düşük bir maliyeti olan açık kaynak kodlu, özelleştirilebilir 3D baskı platformudur.ADDME, gıda işleme, polimer kompozit malzeme üretimi ve biyobaskı uygulamaları için çok çeşitli malzemelerle karmaşık 3D geometrilerin üretilmesini sağlar. Bu video, çeşitli bileşenlerin ADDME'yi oluşturmak ve test etmek için nasıl bir araya geldiklerini göstermek için bir el sunar. Dokuz akrilik parçalar arasında bir bağlandıktan sonra, her parça doğru bulunan emin olmak için rakam etiketleri kontrol edin ve parçaları güvenli m3 vida ve M3 Allen anahtarı kullanın.Daha sonra, amaç üzerinden M10 dişli çubuk yerleştirin akrilik üyeleri altı, sekiz ve 10 delikler yaptı ve M10 yıkayıkarlar ve fındık ile çubuk güvenli, değişken bir spanner ile fındık sıkma. Y eksenini ve baskı yatağını monte etmek için, her sekiz milimetrelik şaftın üzerine iki yastık bloğu kaydırın ve bitiş durağını sekiz milimetrelik şaftlardan birine kaydırın. Mekanik son durağı sabitlemek için M2 vidaları ve Allen tuşunu kullanın ve dört yastık bloğunu da montaj yatağına sabitlemek için M4 vidaları kullanın.Kemer kelepçesini M3 vidaları ve Allen tuşu kullanarak montaj yatağına sabitle ve baskı yatağını M3 vida, somun ve yay aranjmanı kullanarak montaj yatağına sabitle. Daha sonra, hem arka hem de ön panellere iki şaft tutucuyu sabitlemek için M2 vidaları ve Allen tuşunu kullanın ve step motor tutucuyu arka panele sabitlemek için M3 vidaları kullanın. Daha sonra step motorunu step motor tutucuya sabitlemek ve kayış ıstabiri ön panele sabitlemek için ek M3 vidaları kullanın.Baskı yatağı alt montajını çerçeveye yerleştirmek için, sekiz milimetrelik bir şaftın her ucunu bir şaft tutucusuna eşleştirin. X ekseni alt montaj Sol tarafında monte etmek için, somun tutucu içine bir pirinç somun yerleştirin ve X-ekseni yastık sol somun güvenli m3 vida ve Allen tuşuna kullanın. M4 vidaları ve Allen tuşu kullanarak yastık bloğunu soldaki X ekseni yastığına sabitle ve X ekseni boşamasını M3 vidalarla soldaki X ekseni yastığına sabitle.Idler'ın orta deliklerini, X ekseni idler'ini ve X ekseni idler ini hizalayın ve bu malzemeleri M3 vidaları ve Allen tuşu ile birlikte düzeltin. X ekseni alt montajSağ tarafında monte etmek için, somun tutucu içine bir pirinç somun yerleştirin ve M3 vidaile X-ekseni yastık sağ somun güvenli. Yastık bloğunu M4 vidalarla X ekseni yastığına sabitle ve X eksenini m3 vidalarla X ekseni yastığına sabitle.Step motorunu X ekseninin sağına sabitlemek için ek M3 vidaları kullanın ve dişli çubukların her birini pirinç somunların her birine iplik haline getirin. Sekiz milimetrelik millerin ikisini yastık bloklarının her birine dikey olarak kaydırın ve sekiz milimetrelik millerin ikisini yatay olarak kaydırın. Daha sonra, hem üst panele hem de elektronik kasa üst kısmındaki şaft tutucularından ikisini sabitlemek için M2 vidalarını kullanın ve yastık bloğu rulmanlarını üst panele sabitlemek için M3 vidaları kullanın.Step motorları M3 vidalarla elektronik kasanın üst üzerine sabitleyin ve step motorların şaftları üzerinde beyiti sabitlemek için alt grub vidasını sıkmak için M2 Allen tuşunu kullanın. X ekseni alt montajını çerçeveye yerleştirmek için dikey sekiz milimetrelik milleri şaft tutucuyla hizala ve milleri M2 vidaları ve Allen tuşu ile sıkın. Daha sonra, çifteğin diğer ucuna dişli çubuk güvenli üst grub vida sıkmak için M2 Allen tuşunu kullanın.Alt montajEkstrüzyon için, ekstrüder arka plaka üzerine iki yastık blokları güvenli ve yastık blokları arasında ekstrüder kemer kelepçe güvenli M3 vidalar kullanmak Için M4 vidakullanın. Ekstrüder arka plakasını ekstrüder motor tutucuya sabitlemek ve iki step motorunu ekstrüder motor tutucuya sabitlemek için M3 hex vidalarını kullanın. Alt grub vidasını, step motorların şaftları üzerinde çiftleri sabitlemek için M2 Allen tuşu ile sıkın ve çiftleyicilerin içindeki dişli vidayı sabitlemek için üst grub vidasını sıkın.Isıtma ceketini ekstrüder motor tutucuya kaydırın ve piston kilidi içindeki pirinç somunları sabitlemek için M3 vidalarını kullanın. Ekstrüzyon kafasını X eksenine monte etmek için, X ekseninde bulunan sekiz milimetrelik şaftları ekstrüder başlığındaki yastık bloklarına kaydırın ve sürücü kemerini sol ve sağ eksen meclislerinde dişe bünyesine bünyesine sarın. Ardından, ekstrüder kayışı kelepçesindeki sürücü kemerini sabitlemek için M3 hex vidalarını kullanın.Çerçeve montajı tamamlandığında, Arduino'yu akrilik bölüm yedi elektronik kefenin içine monte etmek için M3 vidalarını kullanın ve AKrilik kısım altı arka panele bakan USB fişi ile Arduino kartının üstüne rampa kartı yerleştirin. DC güç kaynağı jakını akrilik kısım altı arka panele monte edin ve konektörü güç kaynağına sabitle. Daha sonra, bağlantıları ters bir şekilde takmamak için bir kablolama diyagramı ve etiketler kullanarak, motor kontrolörlerini, step motorlarını, son durakları, ısıtıcıyı ve termokupl'u kendi pimlerine bağlayın.Satır testi, kalınlık veya tutarlılık gibi tek tek filament özelliklerini değerlendirmek için yapı plakasına temel bir desende ileri geri bir iplik yazdırmak için G kodu adı verilen bir dizi hareket komutu kullanmayı içerir. Satır testleri için kullanılan yazdırma parametreleri tabloya dahil edilir. Karmaşık 3B nesneler oluşturmak için, yazdırılacak nesnenin Standart tesselation dil dosyasına Repetier'e girilmesi ve 3B yazdırılabilir G koduna dilimlenmelidir.3B nesneleri yazdırma parametreleri tabloya dahil edilir. Yarı katı bir malzeme yazdırılırken X, Y ve Z yönünde bu deneylerde kullanılan katkı maddesi üretim eritme ekstrüzyon yazıcısının boyutsal doğruluğunu belirlemek için bir santimetre ye bir santimetre küp basılmıştır. Küp daha sonra 3D taranmış ve boyutsal orijinal küp bilgisayar destekli taslak verileri ile karşılaştırıldı.Orijinal model ve 3D tarak daha sonra açık kaynak Cloud Compare yazılım programı kullanılarak karşılaştırıldı. Sistemi bağlamadan veya güç kaynağını açmadan önce, kabloların doğru yapıldığından ve kalifiye bir teknisyen tarafından kontrol edildiğinden emin olun. ADDME gıda uygulamaları ile erime ekstrüzyon süreci çalışma ve 3D baskı yasaklayan için açık kaynak ve özelleştirilebilir bir platformdur.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Düşük Maliyetli Cryo-Işık Mikroskopi Sahne İmalatı İlişkili Işık / Elektron Mikroskopi

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

Sıvı Enjeksiyon için 3D Baskılı Kalıpları Kullanma Tıbbi Cihazlar hızlı ve düşük maliyetli Prototip

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

Bioprinting kıkırdak ve cilt doku analogları bir roman pasif birimi teknik Bioink Precellularization için karıştırma kullanmak

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

Gıda kaynaklı patojen tespit etmek için bir elektrokimyasal DNA biyoalgılayıcı gelişimi

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

Açık Kaynak Mikroplaka Uyumlu Aydınlatma Panelleri Uygulamaları

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

3D Hücre Yüklü Pankreas Dokusu Yapıları Baskı için Pankreas Doku Türetilmiş Ekstrasellüler Matrix Bioink

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

Hidrojel Tabanlı 3D Kültür Modellerini Otomatik ve StandartLaştırılmış Bir Şekilde Üretecek Açık Kaynaklı Bir Teknoloji Platformu

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

Ev Testi için Düşük Maliyetli, Hacim Kontrollü Dipstick İdrar Tahlili

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

Açık Kaynaklı Araç Seti: Sinir Kaydı için Tezgah Üstü Karbon Fiber Mikroelektoğr Dizisi

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