أغسطس 4, 2018
ويرد وضع بروتوكول لاختلاق حقن صب إدراج لهندسة معقدة مع ميزات الدقيقة على الأسطح توظف صناعة مضافات (صباحا).
يمكن أن تساعد هذه الطريقة في معالجة الأسئلة الرئيسية في مجال التصنيع ، مثل كيفية تقليل وقت المعالجة وتكلفتها للإنتاج التجريبي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تحقيق الميزات الدقيقة على أسطح الأجزاء المعقدة بفضل التصنيع الإضافي. سيوضح جزء التصنيع الإضافي الدكتور ديفيد بوي بيدرسن ، وهو باحث أول ، وفيديريكو ، وهو طالب دكتوراه ، ومايكل ، وهو فني ، سيقوم بأجزاء التشكيل بالحقن.
أولا ، استخدم برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر لتصميم الإدخال. فيما يلي صور للجانب المتحرك وجانب الحقن من القالب لإنتاج الحلقة بأربعة أسنان. الأسنان بزاوية 60 درجة.
تحمل التصنيع هو 1/20 من المليمتر. بعد ذلك ، قم بإعداد الراتنج للبلمرة الضوئية. امزج مكوناته جيدا في جهاز الخلط لمدة 30 دقيقة.
للتصنيع ، اختر آلة البلمرة الضوئية. افحص مرحلة البناء وتأكد من إعداد الماكينة بشكل صحيح لخطوة التصنيع. قم باستيراد التصميم وتشغيل البناء بأعلى دقة عمودية للماكينة.
بعد التصنيع ، خذ الإدخالات المطبوعة لتنظيفها. ضعها في الأيزوبروبانول في حمام بالموجات فوق الصوتية لمدة ثلاث دقائق ، ثلاث مرات. بعد أن يتبخر المذيب في درجة حرارة الغرفة ، ضع الإدخالات في مجفف درجة حرارة الغرفة.
استرجع الإدخالات وعلاجها مرتين باستخدام مصابيح يدوية للأشعة فوق البنفسجية. عند الانتهاء ، قم بإزالة الإدخالات. هذا مثال على الإدخالات في هذه المرحلة.
لتقييمها ، استخدم المجهر الرقمي للمسح بالليزر. قم بقياس قطر وعمق أربعة ثقوب بالقرب من البوابة على إدراج الجانب المتحرك وعلى جانب الحقن. بالإضافة إلى ذلك ، قم بإجراء القياسات على أربعة ثقوب بعيدة عن البوابة.
توفر صور المجهر هذه أمثلة على الإدخال الجانبي المتحرك والإدخال الجانبي للحقن في هذه المرحلة. توضح صورة SEM جودة السطح. العمل مع آلة التشكيل بالحقن التقليدية.
تأكد من تثبيت وحدة الحقن المجهري. ثم اعمل مع الإدخالات وألواح القالب. ثم قم بتحميل القادوس بحبيبات البولي إيثيلين.
في عناصر التحكم ، اضبط معلمات الماكينة واترك وقت التبريد لفك الجزء. قم بتسخين المسمار خلال الجلسة الأولى إلى الخامسة. عندما تكون درجة حرارة الذوبان 175 درجة مئوية ، ابدأ في القولبة بالحقن بدقة.
بمجرد ملء التجويف ، حافظ على ضغط تعبئة يبلغ 300 بار لمدة خمس ثوان. بعد ذلك ، افتح القالب. اسمح لدبوس الطرد بدفع الجزء للخارج.
هذا مثال على الجزء المصبوب بهذا البروتوكول. تم تنفيذ مائة دورة. لتقييم القطع المقولبة ، ارجع إلى المجهر الرقمي للمسح بالليزر.
يتم الحصول على الأعمدة على السطح. قم بقياس قطر وارتفاع الأعمدة على الخطوط المجنزرة في منطقتين على مسافات مختلفة من البوابة. هذه صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لسطح الإدخال ملفقة بواسطة التصنيع المضاف.
للمقارنة ، إليك صورة SEM لجزء البولي إيثيلين الناتج عن القولبة بالحقن. يبلغ قطر الأبعاد الاسمية للثقوب الموجودة على الملحق 200 ميكرومتر وعمقها 200 ميكرومتر. هذه مقارنة بين ارتفاع العمود مقسوما على عمق الحفرة ، ويشار إليها باسم درجة تكرار ارتفاع العمود.
الدفعات في مجموعات من 10 بالترتيب المنتج في تشغيل 100 قطعة منتجة. القيم مأخوذة من عينة واحدة تم اختيارها عشوائيا من كل مجموعة. تشير الأشرطة الملونة المختلفة إلى مواضع مختلفة على الإدراج.
فيما يلي مؤامرة مماثلة لدرجة تكرار قطر العمود. قطر العمود مقسوما على قطر الثقب. توضح هذه المؤامرات أن العملية كانت مستقرة في كل موضع على مدار 100 دورة.
لم يتغير بعد الثقوب الموجودة على الأجزاء بعد القولبة بالحقن ، مما يدعم الاستنتاج. مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في التصنيع ومعالجة البوليمر لاستكشاف عملية الأدوات اللينة. إنه يجعل من الممكن إنشاء ميزات دقيقة على الأسطح الحرة على منصة الإنتاج الجديدة التي تلبي المتطلبات الصناعية.
تقدم هذه المقالة بروتوكولًا لتصنيع إدراجات قوالب الحقن باستخدام تقنيات التصنيع الإضافي. تتيح الطريقة إنشاء ميزات صغيرة على هندسات معقدة، معالجةً تحديات التصنيع الرئيسية.
This soft tooling process chain enables cost-effective production of microstructured components for pilot-scale manufacturing, addressing a critical bottleneck in early-stage device development. By leveraging additive manufacturing for injection molding inserts, biopharma R&D teams can rapidly prototype microfluidic or lab-on-a-chip platforms with complex geometries and functional surface features. This approach reduces lead time and tooling expenses while supporting iterative design validation before committing to high-volume production tooling.
This method fits within the discovery-to-preclinical continuum by enabling rapid prototyping of microfluidic components used in target validation, assay optimization, and early preclinical evaluation of device-drug combinations.