Visco Bio -tulostuspään käyttöönotto ja testaus
Ojama, Heidi (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061518027
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061518027
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia Brinter Oy:n käyttöön tulevaa epäkeskoruuvipumppupohjaista Visco Bio – tulostuspäätä ja sen tulostustarkkuutta verraten sillä tulostettavia kappaleita ilmanpainepohjaisella Pneuma Tool -tulostuspäällä tulostettuihin kappaleisiin. Opinnäytetyöhön sisältyi teoriakatsaus, tulostuskokeita sekä reometrisiä mittauksia.
Työn teoria osuudessa käsitellään laajasti niin erilaisia lisäävän valmistuksen tekniikoita, reologian teoriaa, materiaalin tulostettavuuden analysointia kuin eri biomusteita ja niiden hyviä ominaisuuksia. Käytännön osuuteen kuuluivat tulostuskokeet Pneuma Tool ja Visco Bio – tulostuspäillä käyttäen testimateriaalina BASF:n Kolliphor® P407 poloksameeria. Käytännön osuuteen kuuluivat lisäksi reologiset mittaukset, joissa pyrittiin selvittämään poloksameerin viskositeettia vakioleikkausnopeudella, muuttuvalla leikkausnopeudella sekä lämpötilan funktiona.
Työn tuloksena saatiin selville, että parhaiten tulostuvat ja viskositeetiltaan soveltuvimmat poloksameerin pitoisuudet ovat 40 m/v%, 35 m/v% ja 30 m/v%. Merkittäviä eroja tulostuspäiden tarkkuudessa ei kuitenkaan havaittu. The aim of this thesis was to introduce and test a new progressive cavity pump-based print head, Visco Bio, for Brinter Ltd. The test was done by comparing the printing results and accuracy with the results from a pneumatic extrusion print head Pneuma Tool. The thesis consists of a theory part, printing tests, and rheological analyses. The rheometric analysis were used to determine the optimal viscosity values for each print head.
The theory part covers a broad spectrum of additive manufacturing methods, theory of rheology, printability analysis, and theory about different bioinks and their good properties. The experimental part of this thesis consisted of printing tests with BASF Kolliphor® P407 poloxamer. Printing tests were conducted with Pneuma Tool and Visco Bio print heads. Rheological analysis also played a major role in the experimental part. The rheological analysis aimed to determine the viscosity of Poloxamer as a function of time, shear rate and temperature.
The results of this study showed that the best printing results can be achieved with the poloxamer’s concentrations 40 w/v%, 35 w/v%, and 30 w/v%. The study did not show a major difference in printing accuracy between Pneuma Tool and Visco Bio.
Työn teoria osuudessa käsitellään laajasti niin erilaisia lisäävän valmistuksen tekniikoita, reologian teoriaa, materiaalin tulostettavuuden analysointia kuin eri biomusteita ja niiden hyviä ominaisuuksia. Käytännön osuuteen kuuluivat tulostuskokeet Pneuma Tool ja Visco Bio – tulostuspäillä käyttäen testimateriaalina BASF:n Kolliphor® P407 poloksameeria. Käytännön osuuteen kuuluivat lisäksi reologiset mittaukset, joissa pyrittiin selvittämään poloksameerin viskositeettia vakioleikkausnopeudella, muuttuvalla leikkausnopeudella sekä lämpötilan funktiona.
Työn tuloksena saatiin selville, että parhaiten tulostuvat ja viskositeetiltaan soveltuvimmat poloksameerin pitoisuudet ovat 40 m/v%, 35 m/v% ja 30 m/v%. Merkittäviä eroja tulostuspäiden tarkkuudessa ei kuitenkaan havaittu.
The theory part covers a broad spectrum of additive manufacturing methods, theory of rheology, printability analysis, and theory about different bioinks and their good properties. The experimental part of this thesis consisted of printing tests with BASF Kolliphor® P407 poloxamer. Printing tests were conducted with Pneuma Tool and Visco Bio print heads. Rheological analysis also played a major role in the experimental part. The rheological analysis aimed to determine the viscosity of Poloxamer as a function of time, shear rate and temperature.
The results of this study showed that the best printing results can be achieved with the poloxamer’s concentrations 40 w/v%, 35 w/v%, and 30 w/v%. The study did not show a major difference in printing accuracy between Pneuma Tool and Visco Bio.