高粘度材料三维打印机开发及食品药品打印研究

发布时间：2017-12-03 03:24

  本文关键词：高粘度材料三维打印机开发及食品药品打印研究

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【摘要】：三维打印作为一种新型的制造方式近年来发展迅速,其在航空、模具、医疗、教育等领域有着广泛应用。三维打印采用增材制造,分层打印,逐层叠加的方式制造零件,相较于传统方式有着速度快、零件复杂、材料应用广等特点。本文对熔融挤出成型的三维打印工艺进行了深入研究,设计了一款通用型的高粘度材料三维打印机,并基于此打印机开展食品与药物三维打印的应用研究。本文在对高粘度材料的非牛顿流体特性进行分析的基础上,对比气压、螺杆、活塞挤出方式的特点和应用范围,给出了每一种方式的挤出流量公式,最终选择了活塞挤出的打印方式。随后对材料的挤出沉积模型进行了理论分析,建立了四种常见的丝宽模型,对三维打印过程中的丝宽进行了理论计算。本文开发了一款通用型的三维打印机,采用Z轴带动工作平台的布局形式,以步进电机-滚珠丝杠作为运动轴。同时针对巧克力打印设计了一款可供加热的挤出喷头；针对双层药片打印设计了一款双喷头。最后基于半导体制冷原理设计了制冷平台和制冷风扇作为该打印机的制冷系统。基于对三维打印挤出成型的理论研究和自主设计的三维打印机,本文以药品中典型的巧克力及阿司匹林药片为对象开展三维打印研究。在食品打印中采用巧克力作为打印材料,分别研究了喷头参数和平台运动参数对巧克力挤出成型的影响,绘制了巧克力的可打印区域,并利用研究结果进行了三维实体打印。在药物打印方面设计了由速释层和缓释层组成的阿司匹林双层片,并利用自主设计的双层片三维打印机进行打印。随后对打印双层片进行含量测定实验、人工胃液和人工肠液体外释放度曲线测定实验,发现三维打印片的主药含量达到了设计目标,体外释放实验表明三维打印双层片在前期有着明显的冲击释放特性,后期有着持续缓释的特性,达到了药物的设计目标。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS205;TP334.8

【参考文献】

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1 张楠森;;阿司匹林的抗血栓形成作用及抗凝血作用的酶机理[J];国外医学参考资料.药学分册;1975年03期

2 邹国林,郭东明,贾振元;FDM工艺出丝过程影响因素分析[J];制造技术与机床;2002年10期

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本文编号：1247300