희생 구성 요소의 증발을 사용하여 세 가지 차원 미세 만들기의 과정

이 절차의 전반적인 목표는 3차원 미세혈관 구조를 제작하는 것입니다. 이것은 먼저 주석 2 옥살레이트를 폴리락트산 섬유에 통합하여 희생 섬유를 생성함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계는 패터닝 플레이트를 사용하여 섬유를 3차원으로 패턴화하는 것입니다.

다음으로, 섬유를 임베딩 수지로 주조합니다. 마지막 단계는 열과 진공 상태에서 수지에서 섬유를 배출하는 것입니다. 궁극적으로 미세혈관 시스템은 열교환, 질량 수송 및 자가 치유 시스템을 포함한 다양한 용도로 사용될 수 있습니다.

일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 섬유로 작업하는 데 필요한 수동 손재주와 시각적 인식의 정도가 높기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 이 방법의 시각적 시연은 섬유의 화학적 처리와 패턴 플레이트의 스트링은 손과 눈의 협응력과 특수 장비가 필요하기 때문에 배우기 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 맞춤형 스핀들과 알려진 직경의 폴리락트산 섬유 공급원으로 섬유 촉매 주입 공정을 시작하십시오.

여기, 200 미크론. 스핀들의 아래쪽 3/4 주위에 원하는 양의 섬유를 감쌉니다. 밀봉할 수 있는 병의 표면적 노출을 극대화하기 위해 섬유 겹침을 줄입니다.

400ml의 탈이온수와 40ml의 dysbaric을 혼합합니다. 하나 30. 병을 닫고 균질한 용액이 나올 때까지 흔듭니다.

다음으로 1000밀리리터 비커를 섭씨 37도의 수조에 넣습니다. 400ml의 트리플루오로 에탄올을 비커에 붓습니다. 비커에 물 디스퍼 용액을 넣고 균일해질 때까지 저어줍니다.

혼합물에 공작석, 녹색 또는 기타 염료 1g을 넣고 녹을 때까지 저어줍니다. 이제 스핀들을 디지털 믹서에 연결하고 스핀들이 바닥에서 반 인치 떨어지도록 높이를 조정합니다. 믹서를 400RPM으로 설정하고 천천히 혼합을 시작합니다.

혼합물에 주석 옥살레이트 촉매 1.3g을 추가합니다. pH가 약 6.8 내지 7.2가 될 때까지 수산화나트륨을 사용하여 혼합물의 pH를 조정합니다. 그런 다음 비커에 뚜껑을 고정하고 스핀들 회전을 500RPM으로 늘립니다.

처음 2시간 이내에 24시간 동안 이 상태를 유지하십시오. 발생하는 주석 옥살레이트의 응집체를 수동으로 분해합니다. 24시간이 지나면 오븐을 섭씨 35도로 예열합니다.

믹서에서 스핀들을 제거하고 오븐에 넣습니다. 밤새 말리십시오. 최소 8 시간의 건조 후 오븐에서 스핀들을 제거하고 스핀들에서 섬유를 풀어 내십시오.

섬유에서 과도한 촉매를 제거하십시오. 미세혈관 가스 교환 장치의 제작은 원하는 미세혈관 패턴을 가진 한 쌍의 레이저 절단 황동 패터닝 플레이트를 얻는 것으로 시작됩니다. 클립 홀더에 플레이트를 부착합니다.

마이크로 채널당 10인치 길이의 촉매 섬유를 자릅니다. 섬유 직경으로 절단된 플레이트를 사용하여 섬유에 남아 있는 촉매를 제거합니다. 뜨거운 글루건의 끝을 사용하여 섬유의 가장자리를 가늘게 합니다.

섬유 팁을 천천히 압출하여 이 작업을 수행합니다. 완료되면 황동 패터닝 플레이트 쌍의 일치하는 구멍을 통해 섬유를 끼 웁니다. 그런 다음 플레이트를 성형 상자에 나사로 고정합니다.

플레이트를 부착할 때 섬유가 꼬이지 않았는지 확인하십시오. 그런 다음 맞춤형 장력 조정 보드의 튜닝 페그를 통해 섬유 팁을 묶고 팽팽해질 때까지 PLA 섬유를 팽팽하게 조입니다. 장력을 과도하게 가하거나 섬유를 부러뜨리지 않도록 주의하십시오.

압축 공기를 사용하여 섬유 패턴에서 과도한 미립자를 제거합니다. 이제 폴리 디메틸 신베이스와 경화제를 10 대 1 부피 비율로 혼합하고 혼합물을 건조제 항아리에 넣으십시오. 진공 상태에서 10분 동안 혼합물의 가스를 제거합니다.

PDMS 혼합물을 성형 상자에 붓되 섬유 바로 위에는 붓지 마십시오. 26게이지 바늘을 사용하여 성형 상자 또는 섬유 사이의 기포를 제거합니다. 완료되면 섭씨 85도에서 30분 동안 어셈블리를 경화시킵니다.

상자가 냉각되면 성형 상자에서 황동 판을 풀고 판을 구부리거나 너무 세게 당기지 않도록 합니다. 성형 상자에서 경화된 첫 번째 단계를 제거합니다. 섬유 외경의 최소 두 배 이상의 게이지가 있는 피하 주사 바늘을 사용하여 구멍을 통해 섬유 실을 제자리에 바늘이 꽂은 RTV 엔드 캡의 구멍을 뚫습니다.

그런 다음 바늘을 제거하십시오. 구멍 패턴은 황동 패터닝 플레이트와 유사해야 하지만 더 널리 퍼져 있어야 합니다. 다음으로, 엔드 캡을 더 큰 성형 상자에 고정합니다.

PDMS의 두 번째 단계를 붓고 남아 있는 가스 기포를 제거합니다. 다시 섭씨 85도에서 30분 동안 경화시켰습니다. 두 번째 경화 후 샘플에서 과도한 PLA 섬유를 절단합니다.

섭씨 210도의 진공 오븐에 24시간 동안 또는 대부분의 PLA 섬유가 배출될 때까지 놓습니다. PLA를 제거할 수 없는 경우 1ml의 클로로포름을 주입하여 마이크로 채널에 남아 있는 것을 용해합니다. 이것으로 유닛 제작이 완료됩니다.

이 절차는 가스 교환 장치에서 볼 수 있는 것과 같이 수지에서 미세 혈관 구조를 제작하는 방법을 제공합니다. 상단에 표시됩니다. 왼쪽 아래에는 구조 세그먼트의 세부 정보가 있습니다.

염료는 시각적 선명도를 위해 사용되었습니다. 오른쪽에는 마이크로 채널을 만드는 데 사용되는 200미크론 및 300미크론 구멍의 육각형 패턴이 있습니다. 마이크로 채널은 완전히 비어 있으며 50미크론 미만으로 분리할 수 있습니다.

미세혈관 네트워크의 구조는 희생 섬유에 의해 형성될 수 있는 구조에 의해서만 제한됩니다. 누출과 플러그가 모두 마이크로 채널 내에 나타날 수 있습니다. 이 가스 교환 장치의 왼쪽에는 플러그가 있습니다.

이러한 물질은 종종 용제로 제거할 수 있습니다. 오른쪽에는 누출의 예가 있습니다. 이는 희생 섬유가 철저히 세척되지 않거나 장력이 잘 유지되지 않을 때 형성됩니다.일단 숙달되면 이 기술은 섬유를 만드는 데 45분, 미세 혈관 단위를 만드는 데 60분 안에 완료할 수 있습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 희생 섬유를 만들어 3차원 패턴을 만드는 방법과 방대한 과정의 문제를 해결하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.