Het boek ‘3D Printing with biomaterials’ introduceert een manier om een duurzame en circulaire economie te realiseren; 3D printen gecombineerd met het gebruik van biomaterialen.
Many articles have been published on scale-down concepts as well as additive manufacturing techniques. However, information is scarce when miniaturization and 3D printing are applied in the fabrication of bioreactor systems. Therefore, garnering information for the interfaces between miniaturization and 3D printing becomes important and essential. The first goal is to examine the miniaturization aspects concerning bioreactor screening systems. The second goal is to review successful modalities of 3D printing and its applications in bioreactor manufacturing. This paper intends to provide information on anaerobic digestion process intensification by fusion of miniaturization technique and 3D printing technology. In particular, it gives a perspective on the challenges of 3D printing and the options of miniature bioreactor systems for process high-throughput screening.
LINK
This work reports the fabrication of a titanium carbide nanoparticle-based inkjet printed flexible bidirectional flow sensor. The design of the flow sensor consists of an inkjet printed titanium carbide piezoresistive strain gauge on a polyester cantilever. The sensors demonstrated a normalized flow sensitivity of 1.043/(ms-1) in the velocity range 0.15 - 0.55 m/s (for water flow). The fabrication method reported in this work potentially opens a new direction for fabrication of a class of robust, repeatable, and inexpensive flexible flow sensors.
Printplaten (PCB's) zijn essentieel in elektronische producten. Ze bestaan uit een drager, geleidende kopersporen en een beschermende soldermask-laag. PCB's worden geproduceerd via fotolithografie en etstechnieken, wat kostenefficiënt is voor massaproductie, maar niet voor kleine oplages. Dit vormt een probleem wanneer bedrijven één PCB nodig hebben, bijvoorbeeld in de ontwerp- of prototypefase en bij eenmalige installaties. Bedrijven zoals 100%FAT en Edulogics bestellen dan meerdere PCB's, waarvan ze slechts één gebruiken. PCB-productiebedrijf DeltaProto beaamt dat bijna al hun klanten op deze manier werken. Dit leidt tot verspilling. Bovendien maken bedrijven zich, bij uitbesteding van PCB-productie, zorgen over veiligheid van hun ontwerpen en ecologische voetafdruk van productie en verzending. Digital manufacturing maakt het mogelijk om in-house PCB’s te maken. Dit biedt flexibiliteit en snelheid, maar het ontbreekt aan een methode om een kwalitatief goede soldermask-laag aan te brengen. Deze PCB’s voldoen niet aan industrie-standaarden, waardoor bedrijven deze methode niet gebruiken. Dit project richt zich op de ontwikkeling van een methode voor additive manufacturing, zoals inkjet-printing, van soldermask op PCB's, zodat ze voldoen aan industrie-standaarden. Additive manufacturing wordt digitaal gestuurd dus maakt snelle ontwerpwijzigingen mogelijk en materiaal wordt alleen aangebracht waar nodig. Dit minimaliseert verspilling, verlaagt opstartkosten en maakt in-house productie van prototype-PCB’s geschikt voor professioneel gebruik. Een eenjarig verkennend onderzoek is nodig om technische uitdagingen en eisen voor het aanbrengen van een soldermask-laag te begrijpen en een prototype te ontwikkelen als proof-of-concept. Wanneer deze technologie wordt ontwikkeld, zal in-house PCB-productie bijdragen aan sneller, beter en verantwoord ontwerpen van elektronica. Dit projectvoorstel past binnen het innovatiedomein Smart Industry door de focus op flexibele en duurzame productie van prototype-PCB's. Het draagt bij aan technologieontwikkeling en heeft een duidelijke maatschappelijke impact. Daarnaast sluit het aan bij innovatiedomeinen Mechatronics en Optomechatronics en sleutel technologieën Advanced Materials en Engineering and fabrication technologies, wat de relevantie verder onderstreept.
Nauwkeurige en snelle detectie van verontreinigingen in voedselproducten is een noodzakelijk maar vaak lastig en technisch ingewikkeld proces. Huidige gouden standaard methoden zijn vooral gebaseerd op nauwkeurige maar dure lab technieken die verontreinigingen kunnen detecteren in verschillende samples. Snellere en goedkopere beschikbare alternatieve technieken bestaan veelal uit dipstick methoden die onvoldoende nauwkeurig zijn en slechts één stof kunnen detecteren. De recente fipronil-affaire laat nogmaals zien dat, ondanks de enorme technologische vooruitgang in detectie technologie, er nog steeds een grote behoefte is aan goedkope, snelle en betrouwbare tests voor het routinematige screenen van voedselproducten. De zuivelindustrie is zeer geïnteresseerd in een snelle, handzame en kosten-effectieve methode om verontreinigingen zoals antibiotica en bacteriën in melk, wei en babyvoeding te detecteren, omdat de huidige standaard detectie methoden, die zij gebruiken, duur en zeer tijds- en arbeids-intensief zijn. Het duurt meestal uren tot dagen voordat een betrouwbaar resultaat is verkregen. Een snellere analyse van de melk bespaart enorme kosten die nu gemaakt worden met het vernietigen van grote hoeveelheden melk (waar sporen van antibiotica worden gevonden) als gevolg van de late beschikbare uitslag. Daarnaast resulteert een snellere analyse in een snellere vrijgave voor de distributie van melkproducten en draagt zo bij tot directe besparingen in operationele kosten. In samenwerking met een aantal MKB-bedrijven en andere relevante partners zal Saxion in dit project een draagbare demonstrator realiseren voor snelle, handzame en multiplexe detectie van antibiotica zoals tetracyclines in melk, gebaseerd op een multikanaals fotonische sensor prototype.. Verschillende bestaande innovatieve technologieën zoals lab-on-a-chip, microfluidica, inkjet-printing en geïntegreerde fotonische sensoren zullen in een demonstrator geïntegreerd worden om het gestelde doel te bereiken. De draagbare demonstrator is een eerste stap richting een handheld device dat in staat is om ter plaatse, zoals bij melkveehouderijen en melkfabrieken, antibiotica in melk snel en nauwkeurig te kunnen detecteren.
Recente ontwikkelingen op het gebied van microfluïdica en microreactoren maken het mogelijk verschillende laboratoriumtesten te miniaturiseren.Deze zogenaamde “lab-on-a-chip” technologieën maken diagnostische testen buiten het laboratorium (point of care testing) mogelijk.Voor medische testen hoeven artsen geen monsters meer op te sturen naar een gespecialiseerd laboratorium en te wachten op de uitslag, de gegevens kunnen meteen gelezen worden en eventuele therapie direct gestart of daarop aangepast worden. Desondanks loopt de toepassing van de “lab-on-a-chip” technologie in de praktijk achter bij de verwachtingen. De omzetting van idee tot device vergt vaak grote investeringen. Voor het aantonen van de toepasbaarheid van een idee zijn veelal al dure investeringen in productiemiddelen en geconditioneerde ruimten noodzakelijk, terwijl het benodigde geld voor de investeringen alleen verkregen kan worden als kan worden aangetoond dat het idee werkt (“valley of death”). Printtechnologieën kunnen op dat punt een uitkomst bieden. Inkjetprinten, plasmaprinten en 3D-printen zijn relatief eenvoudige, goedkope en flexibele technieken die bijna overal kunnen worden toegepast en ze zijn ook nog eens geschikt voor biologische materialen. In dit project willen we met een combinatie van verschillende printtechnieken (inkjet-, plasma- en 3D printen) een platform genereren waarmee MKBers middels prototypes de haalbaarheid van hun idee met betrekking tot een bio(medische) sensor kunnen aantonen. Door gebruik te maken van een innovatieve detectiemethode, recent ontwikkeld aan de Technische Universiteit Eindhoven, willen we een volledig geprinte sensor produceren die met een smartphone uit te lezen is. We zullen twee praktijkgerichte toepassingen als demonstrator uitwerken. Als eerste een sensor die een ernstige longontsteking van een onschuldige verkoudheid kan onderscheiden, door detectie van het ontstekingseiwit ‘C-reactief eiwit (CRP)’. Als tweede een sensor die snel en eenvoudig de spiegels van een nieuwe oncologische biomarker kan meten en gebruikt kan worden bij de diagnostiek van bepaalde soorten tumoren en het meten van de therapeutische respons.
