مقالة منهجية

تقنية التصوير المقتصد للتدفق الشعري من خلال مساحيق الطباعة البوليمرية ثلاثية الأبعاد

DOI:

10.3791/63494

⸱

أكتوبر 4, 2022

 ,  ,  ,  , 
1Materials and Metallurgical Engineering Department, South Dakota School of Mines & Technology, 2HP Labs, HP Inc, 3Chemical and Biological Engineering Department, South Dakota School of Mines & Technology, 4School of Chemical, Biological, and Environmental Engineering, Oregon State University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ستوفر التقنية المقترحة نهجا جديدا وفعالا ومقتصدا وغير جراحي لتصوير تدفق السوائل من خلال طبقة مسحوق معبأة ، مما ينتج عنه دقة مكانية وزمانية عالية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد تطوير تقنيات تصوير جديدة للنقل الجزيئي والغروي ، بما في ذلك الجسيمات النانوية ، مجالا للتحقيق النشط في دراسات الموائع الدقيقة والملائع. مع ظهور الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) ، ظهر مجال جديد من المواد ، مما زاد الطلب على البوليمرات الجديدة. على وجه التحديد ، تشهد مساحيق البوليمر ، مع متوسط أحجام الجسيمات بترتيب ميكرون ، اهتماما متزايدا من المجتمعات الأكاديمية والصناعية. إن التحكم في قابلية ضبط المواد على مقاييس الطول المتوسطة إلى المجهرية يخلق فرصا لتطوير مواد مبتكرة ، مثل المواد المتدرجة. في الآونة الأخيرة ، تزايدت الحاجة إلى مساحيق بوليمرية بحجم ميكرون ، حيث تتطور تطبيقات واضحة للمادة. توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية إنتاجية عالية مع ارتباط مباشر بالتطبيقات الجديدة ، مما يؤدي إلى إجراء تحقيقات في التفاعلات الفيزيائية والكيميائية وتفاعلات النقل على نطاق متوسط. يوفر البروتوكول الذي تمت مناقشته في هذه المقالة تقنية غير جراحية لتصوير تدفق السوائل في أسرة مسحوق معبأة ، مما يوفر دقة زمنية ومكانية عالية مع الاستفادة من تقنية الهاتف المحمول المتاحة بسهولة من الأجهزة المحمولة ، مثل الهواتف الذكية. من خلال استخدام جهاز محمول مشترك ، يتم التخلص من تكاليف التصوير التي ترتبط عادة بالمجهر الضوئي ، مما يؤدي إلى نهج علمي مقتصد. نجح البروتوكول المقترح في تمييز مجموعة متنوعة من مجموعات السوائل والمساحيق ، مما أدى إلى إنشاء منصة تشخيصية للتصوير السريع وتحديد المزيج الأمثل من السوائل والمسحوق.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمثل نفث الموثق القائم على نفث الحبر في وسائط المسحوق تقنية مهمة في التصنيع الإضافي (الطباعة ثلاثية الأبعاد). تبدأ عملية نفث الموثق بترسب السوائل الوظيفية في وسائط المسحوق باستخدام عملية الطباعة النافثة للحبر للمسح الضوئي. على وجه التحديد ، يترجم رأس الطباعة النافثة للحبر على سطح المسحوق ، ويضع عامل الربط السائل على سطح المسحوق ، وبالتالي يشكل جزءا صلبا بطريقة طبقة تلو الأخرى1. تشمل تقنيات نفث الموثق القائمة على نفث الحبر بشكل عام الرمل والمساحيق المعدنية والمساحيق البوليمرية. ومع ذلك ، لتوسيع مساحة المواد في نفث الموثق ، يلزم اتباع نهج أساسي للتحقيق في تفاعلات مسحوق السوائل ومسحوق المسحوق ، وعلم الترايبولوجيا ، وكثافة تعبئة المسحوق ، وتجميع ال....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. تحضير خلية تدفق الموائع الدقيقة

ملاحظة: بالنسبة لهذا البروتوكول ، سيتم استخدام خلية تدفق الموائع الدقيقة التجارية. باستخدام منتج تجاري مصمم لاختراق الضوء من المجهر الضوئي ، سيتم تقليل أي تحديات تتعلق بإضاءة المجال الساطع للوسائط.

  1. ابدأ في تحضير خلية تدفق الموائع الدقيقة عن طريق تغطية المخرج بالبارافيلم لإغلاق أحد طرفي القناة بحيث يمكن تعبئة خلية التدفق الفارغة بمسحوق بوليمري. قبل البدء في التجربة ، تأكد من أن قناة الموائع الدقيقة نظيفة وجافة.
    1. قم بلصق مسطرة الورق المتري أسفل قناة التدفق مباشرة.
    2. قم بوزن خلية تدفق الموائع الدقيقة مع البارافيلم والمسطرة المرفقة. كتلة خلية التدفق هي كتلة خلية التدفق....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في القسم الخاص بتحليل البيانات ، توضح بيانات الصور المنقضية في الشكل 3 محلول الإيثانول 75٪ بالوزن الذي يتسلل إلى مسحوق البولي كربونات (PC). تمت إضافة الفلوريسئين إلى الحل لتحسين جودة الصورة لهذا المنشور. في صور الفاصل الزمني ، تبدأ عملية حل الوقت عند إضافة السائل إلى المدخل. الوقت ، ر ، يبدأ بمجرد أن يبدأ السائل في اختراق القناة. توضح سلسلة الصور تطور السائل والفلوريسين. في الكمبيوتر الشخصي ، يتم نقل السائل والفلوريسئين بنفس معدل التدفق. تمثل الدوائر الحمراء المفتوحة على الرسم البيا.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعتمد البروتوكول الذي يتم توفيره بشكل كبير على الخصائص المادية للجزيئات التي يتم اختيارها. تشمل خصائص المواد التي تؤثر على التدفق توزيع حجم الجسيمات 2،3،4،5،11،21 ، خشونة سطح الجسيمات 11 ، الخواص الكيميائية على سطح الجسيمات2،3،4،5،11،16،21

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
& micro ؛ -Slide I Lueribidi80191خلية تدفق الموائع الدقيقة
دورقالمختبر الجنوبيBG1000-800الأواني الزجاجية
CALIBRE 301-58 LT راتنج البولي كربونات الطبيعيTRINSEO LLCCALIBRETM 301-58 LTراتنج البولي كربونات الطبيعي
الإيثانولسيجما ألدريتش1.00983دخان المذيبات
Kewauneeأغطية الدخان الهوائية العلياتستخدم مع 92 إطارا في الدقيقة عند 18 بوصة تفتح
iPhone 7 بالإضافة إلىمادة
مطبوعة ثلاثية الأبعاد غير شفافةكاميرا Apple يتم توفير رسم CAD في الملف التكميلي
ORGASOL   2002 ES 6 NAT 3ARKEMAA12135مسحوق البولي أميد
PipetVWR10754-268ماصة
نقل يمكن التخلص منهاPipetteGlobe Scientific Inc.3301-200ماصة يمكنها استيعاب 125 & ميكرو; L من مادة
البوليسترينالمتقدمة بالليزر السائلة ، ذ م م.PS200البوليسترين للتلبيد
أداةتحليل ونمذجة الفيديو
VariQuest 100 White Light Model 3-3700FOTODYNE& nbsp ؛ 3-3700أبيض
ماء مقطر
غطاء ماء خفيف

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Redwood, B., Schoffer, F., Garret, B. The 3D Printing Handbook. , 3D HUBS. Amsterdam, NL. (2018).
  2. Chaffins, S., Holden, A., Donovan, K. J., Hinch, G. Three dimensional printing, Patent ID: 20210087418. , Available from: https://uspto.report/patent/app/20210087418 (2021).
  3. Emamjomeh, A., et al. Three dimensional printing, Patent ID: 20210095152. , Available from:

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Capillary FlowPolymeric PowdersFrugal ImagingThree Dimensional PrintingMicrofluidic Flow CellFluid Transport ImagingPowder CompactionMobile Device ImagingNanoparticle TransportDiagnostic Platform

مقالات ذات صلة