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电加工与模具2025年第04期:基于节点增强设计的水凝胶晶格DLP打印研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石文海;李屹;李家春;邹中妃;史方涛;

单位:贵州大学机械工程学院;贵州理工学院机械工程学院;

摘要:晶格结构因其可调的孔隙率、孔径及强度,在组织工程中备受关注。针对生物相容性好且模量低的甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶,使用数字光处理(DLP)技术打印高孔隙率晶格时,剥离行为易导致结构损伤和断裂,故提出一种节点增强晶格结构的方法,通过数值模拟分析节点尺寸对晶格抗剥离性能的影响。仿真结果表明,节点增强设计能改善应力分布,减小应力集中,显著提高晶格的抗剥离能力。实验结果验证了该方法能实现孔隙率达到90%的GelMA水凝胶晶格结构的光固化成形,拓宽了GelMA晶格孔隙率的打印范围;GelMA晶格的模量可在0.7~40.4 kPa调节,具备更广泛的模量调节范围,为水凝胶晶格结构的增强设计与打印提供了技术参考。

关键词:DLP打印;;晶格结构;;节点增强设计;;GelMA水凝胶

基金资助:贵州省科技厅科技支撑计划项目(2022196);贵州省科技厅条件平台项目(2023010);; 贵州省科技厅-贵州大学联合基金项目(2024020)