Tato práce je zaměřena na studium a optimalizaci tiskových parametrů pro 3D tisk polykaprolaktonu. Zvolenými tiskovými metodami byla termoplastická extruze a pneumatická mikroextruze. Sledovanými tiskovými parametry byla teplota tiskové hlavy, vytlačovací tlak, průměr trysky či jehly, rychlost tisku a teplota tiskové podložky. Dále byla optimalizována směs polykaprolaktonu s dobrými rozpouštědly případně s přídavkem špatného rozpouštědla za účelem tvorby strukturovaných 3D tištěných objektů. Tištěné objekty v podobě mřížek byly sledovány pomocí elektronové mikroskopie a kontaktní profilometrie. Z výsledků vyplývá, že zvolením vhodné třísložkové směsi polymeru, dobrého a špatného rozpouštědla lze poměrně jednoduše a v jednom kroku připravit strukturované objekty. S ohledem na možné využití těchto struktur pro budoucí studium buněčných interakcí byla pomocí infračervené spektroskopie ověřena čistota výtisku, jenž obsahuje pouze polykaprolakton bez rozpouštědel.
Annotation in English
This work is focused on the study and optimization of printing parameters for 3D printing of polycaprolactone. The selected printing methods were thermoplastic extrusion and pneumatic microextrusion. The monitored printing parameters were the print head temperature, the extrusion pressure, the diameter of the nozzle or needle, the printing speed and the temperature of the print bed. Furthermore, the mixture of polycaprolactone with good solvents or with the addition of poor solvent was optimized in order to create structured 3D printed objects. Printed objects in the form of grids were monitored by electron microscopy and contact profilometry. The results show that by selecting a suitable three-component mixture of polymer, good and bad solvent, structured objects can be prepared relatively easily in one step. With regard to the possible use of these structures for the future study of cell interactions, the purity of the printed product, which contains only solvent-free polycaprolactone, was verified by infrared spectroscopy.
Keywords
Extruzní 3D tisk, Polykaprolakton, Strukturované povrchy, Biomateriály
Keywords in English
Extrusion 3D printing, Polycaprolactone, Structured surfaces, Biomaterials
Length of the covering note
46 s.
Language
CZ
Annotation
Tato práce je zaměřena na studium a optimalizaci tiskových parametrů pro 3D tisk polykaprolaktonu. Zvolenými tiskovými metodami byla termoplastická extruze a pneumatická mikroextruze. Sledovanými tiskovými parametry byla teplota tiskové hlavy, vytlačovací tlak, průměr trysky či jehly, rychlost tisku a teplota tiskové podložky. Dále byla optimalizována směs polykaprolaktonu s dobrými rozpouštědly případně s přídavkem špatného rozpouštědla za účelem tvorby strukturovaných 3D tištěných objektů. Tištěné objekty v podobě mřížek byly sledovány pomocí elektronové mikroskopie a kontaktní profilometrie. Z výsledků vyplývá, že zvolením vhodné třísložkové směsi polymeru, dobrého a špatného rozpouštědla lze poměrně jednoduše a v jednom kroku připravit strukturované objekty. S ohledem na možné využití těchto struktur pro budoucí studium buněčných interakcí byla pomocí infračervené spektroskopie ověřena čistota výtisku, jenž obsahuje pouze polykaprolakton bez rozpouštědel.
Annotation in English
This work is focused on the study and optimization of printing parameters for 3D printing of polycaprolactone. The selected printing methods were thermoplastic extrusion and pneumatic microextrusion. The monitored printing parameters were the print head temperature, the extrusion pressure, the diameter of the nozzle or needle, the printing speed and the temperature of the print bed. Furthermore, the mixture of polycaprolactone with good solvents or with the addition of poor solvent was optimized in order to create structured 3D printed objects. Printed objects in the form of grids were monitored by electron microscopy and contact profilometry. The results show that by selecting a suitable three-component mixture of polymer, good and bad solvent, structured objects can be prepared relatively easily in one step. With regard to the possible use of these structures for the future study of cell interactions, the purity of the printed product, which contains only solvent-free polycaprolactone, was verified by infrared spectroscopy.
Keywords
Extruzní 3D tisk, Polykaprolakton, Strukturované povrchy, Biomateriály
Keywords in English
Extrusion 3D printing, Polycaprolactone, Structured surfaces, Biomaterials
Research Plan
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Proveďte experimenty zaměřené na optimalizace procesních parametrů 3D tisku vybraných materiálů na bázi syntetických polymerů.
Proveďte charakterizaci tištěných struktur pomocí dostupných mikroskopických a profilometrických technik.
Výsledky přehledně diskutujte a zhodnoťte.
Research Plan
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Proveďte experimenty zaměřené na optimalizace procesních parametrů 3D tisku vybraných materiálů na bázi syntetických polymerů.
Proveďte charakterizaci tištěných struktur pomocí dostupných mikroskopických a profilometrických technik.
Výsledky přehledně diskutujte a zhodnoťte.
Recommended resources
STAMM, Manfred. Polymer Surfaces and Interfaces: Characterization, Modification and Applications. Springer, Berlin, Heidelberg, 2008. ISBN 978-3-540-73864-0.
OVSIANIKOV, Aleksandr, James YOO a Vladimir MIRONOV. 3D Printing and Biofabrication. Springer, Cham, 2018. ISBN 978-3-319-40498-1.
MILLING, Andrew J. Surface Characterization Methods: Principles, Techniques, and Applications. CRC Press, 1999. ISBN 978-0824773366.
Recommended resources
STAMM, Manfred. Polymer Surfaces and Interfaces: Characterization, Modification and Applications. Springer, Berlin, Heidelberg, 2008. ISBN 978-3-540-73864-0.
OVSIANIKOV, Aleksandr, James YOO a Vladimir MIRONOV. 3D Printing and Biofabrication. Springer, Cham, 2018. ISBN 978-3-319-40498-1.
MILLING, Andrew J. Surface Characterization Methods: Principles, Techniques, and Applications. CRC Press, 1999. ISBN 978-0824773366.
