ETH苏黎世科学家3D使用嵌入式磁铁印刷打印人造心脏泵

2018年10月30日| 吕丹

瑞士苏黎世联邦理工学院机械与加工工程系的博士生Kai von Petersdorff-Campen开发了一种3D打印技术，用于制造含磁铁的产品。他通过3D打印人工心脏泵原型展示了他的方法，称为“ 嵌入式磁体打印 ”，并获得了美国人工内脏器官协会（ASAIO）的原型设计一等奖。

原型的横截面。深灰色的磁性元件清晰可见。（照片：Kai von Petersdorff-Campen /苏黎世联邦理工学院）

Petersdorff-Campen说：“我的目标不是制造出良好的心脏泵，而是要展示如何在一步中生产它的原理。”

人工心脏泵不仅是几何形状复杂的产品，更重要的是，它们含有磁铁 - 而且在使用磁铁进行3D打印的领域，研究仍处于起步阶段。因此，Petersdorff-Campen的心脏泵是首批使用3D打印制造磁性元件的原型之一。

这位26岁的博士生今年春天开发了原型。Petersdorff-Campen称他新开发的方法是“嵌入式磁铁印刷”。关键是要确保磁铁直接在塑料中3D打印。磁粉和塑料在印刷前混合并加工成称为长丝的股线。使用FDM技术，这些灯丝作为喷嘴打印，因为喷嘴自动输出计算机生成的形式及其各种组件。然后将印刷的片在外部磁场中磁化。塑料心脏泵原型总共花了15个小时进行打印。

最大的困难之一是长丝的发展：添加到颗粒混合物中的磁性粉末越多，磁体越强，但这会导致最终产品更脆。“我们对各种塑料和混合物进行了测试，直到长丝具有足够的柔韧性以进行印刷，但仍具有足够的磁力，”Petersdorff-Campen说。

Petersdorff-Campen在一本学术期刊上发表了他的着作。反应各不相同，他解释说：“有些人已经在询问他们可以在哪里订购材料。”有人批评3D打印不适合生产医疗设备，因为他们必须经历各种审批程序。“不过，这不是我的重点，”Petersdorff-Campen强调说。“我只是想表明这个原则。”他确信科学家和开发人员值得进一步发展。