Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Szybkie i tanie prototypowanie wyrobów medycznych przy użyciu drukowanych w 3D form do formowania wtryskowego cieczy

19.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/51745

⸱

27 czerwca 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Bioengineering & Therapeutic Sciences, University of California, San Francisco, 2Department of Obstetrics, Gynecology & Reproductive Sciences, University of California, San Francisco, 3Keck School of Medicine, University of Southern California

W tym artykule

Podsumowanie

Opracowaliśmy metodę taniego i szybkiego prototypowania urządzeń do formowania wtryskowego płynnego elastomeru, używając drukarek 3D do modelowania osadzania topionego do projektowania form i zmodyfikowanego eksykatora jako systemu wtrysku cieczy.

Streszczenie

Biologicznie obojętne elastomery, takie jak silikon, są korzystnymi materiałami do produkcji urządzeń medycznych, ale formowanie i utwardzanie tych elastomerów przy użyciu tradycyjnych procesów formowania wtryskowego płynów może być kosztownym procesem ze względu na koszty narzędzi i sprzętu. W rezultacie, stosowanie formowania wtryskowego w cieczach do tanich i szybkich prototypów było tradycyjnie niepraktyczne. Opracowaliśmy metodę szybkiej i taniej produkcji urządzeń do formowania wtryskowego płynnego elastomeru, która wykorzystuje drukarki 3D do modelowania osadzania topionego do projektowania form oraz zmodyfikowany eksykator jako system wtryskowy. Niskie koszty i szybki czas realizacji w tej technice obniżają barierę dla iteracyjnego projektowania i prototypowania złożonych urządzeń elastomerowych. Co więcej, modele CAD opracowane w tym procesie mogą być później dostosowane do projektowania oprzyrządowania do form metalowych, umożliwiając łatwe przejście do tradycyjnego procesu formowania wtryskowego. Wykorzystaliśmy tę technikę do produkcji sond dopochwowych o złożonej geometrii, a także do obtryskiwania części metalowych przy użyciu narzędzi powszechnie dostępnych w akademickich laboratoriach badawczych. Jednak technikę tę można łatwo dostosować do tworzenia urządzeń formowanych wtryskowo w płynie do wielu innych zastosowań.

Wprowadzenie

Wtrysk wtryskowy cieczy (LIM) (znany również jako wtryskiwanie reakcyjne) jest często wykorzystywany do produkcji urządzeń elastomerowych z elastomerów termoutwardzalnych, jednak wysokie koszty oprzyrządowania i sprzętu wymagają dużych nakładów kapitałowych na starcie1. Co więcej, LIM może być technicznie trudny i kosztowny w implementacji w przypadkach skomplikowanej geometrii oraz wymagań dotyczących nadformowania. W rezultacie stosowanie tradycyjnego LIM jest zazwyczaj niepraktyczne przy bardzo niskich wolumenach produkcji lub w przypadku wczesnych projektów urządzeń, które często podlegają iteracyjnym poprawkom.

Typowa procedura wtryskiwania elastomerowych materiałów polega na wtryskiwaniu ciekłych monomerów pod ciśnieniem około 150 psi do formy przy użyciu specjalistycznych maszyn wtryskowych2. Kontroluje się temperaturę i ciśnienie, aby zapewnić przepływ laminarny i zapobiec uwięzieniu powietrza w formie3. Surowce to zazwyczaj dwuskładnikowe systemy utwardzalne, takie jak silikon utwardzany platyną, które przed wtryskiem są przechowywane w oddzielnych komorach z kontrolą temperatury. Oba składniki surowca są pompowane do komory mieszania wysokiego ciśnienia, która następnie zasila wtrysk do otworu formy. Utwardzanie odbywa się dzięki obecności katalizatora oraz temperaturze w zakresie 150-200 °C4. Formy są zazwyczaj obrabiane mechanicznie ze stali lub aluminium z precyzyjnymi tolerancjami, aby zapewnić szczelne domknięcie na krawędziach rozdzielczych3,5. Niestety proces ten jest zazwyczaj bardziej odpowiedni dla produkcji na większą skalę, ze względu na wysokie koszty wykonania oprzyrządowania form oraz wymóg stosowania specjalistycznych systemów wtrysku i sterowania sprzężeniem zwrotnym.

W celu szybkiego prototypowania części z poliuretanu (PU) można zastosować stereolitografię (SLA) do stworzenia modelu wzorca i wykonania formy z gumy silikonowej6,7. Technika ta nie nadaje się jednak do przetłaczania (overmolding), ponieważ trudno jest uzyskać precyzyjne wyrównanie przetłaczanych komponentów, gdyż silikon z założenia nie stanowi sztywnej struktury. Ponadto produkcja urządzeń o złożonej geometrii, takich jak wywroty lub sekcje wydrążone, jest trudna lub niemożliwa. Wymogi dotyczące złożonych lub precyzyjnych linii rozdzielczych formy oraz sztywnych, cienkich elementów są najczęściej niezgodne z procesem odlewania z ciekutkiej gumy.

Wspomniane procesy w skali produkcyjnej lub późne etapy prototypowania są często niepraktyczne w początkowej fazie opracowywania wyrobów medycznych, gdy do potwierdzenia koncepcji i wykonalności w badaniach na ludziach konieczne jest wyprodukowanie zaledwie kilku urządzeń, co często ma miejsce w środowiskach akademickich i startupach. Brak alternatyw sprawia, że nawet wczesny etap rozwoju wiąże się z wysokimi kosztami, co zmusza wielu projektantów do ograniczania funkcjonalności urządzeń lub wstrzymywania prac do czasu pozyskania dodatkowych funduszy. Przyczynia się to do drastycznego spowolnienia procesu opracowywania, ponieważ znaczna część wyrobów medycznych wymaga implementacji złożonych funkcji. Trudne jest również finansowanie kosztownego rozwoju takich urządzeń, gdyż dane potwierdzające koncepcję często nie są jeszcze dostępne. Napotkaliśmy tę przeszkodę w niedawnym projekcie w naszym laboratorium, dotyczącym opracowania silikonowej sondy dopochwowej z wtopionymi czujnikami elektrycznymi i optycznymi, która wymagała końcówki w kształcie kielicha, aby dopasować się do określonej geometrii szyjki macicy. Proces opisany w niniejszym artykule dokumentuje naszą próbę przełamania tego błędnego koła i szybkiego osiągnięcia etapu potwierdzenia koncepcji dla wyrobów medycznych z LIM.

Technika przedstawiona na Rysunku 1 dzieli proces LIM na 5 głównych etapów: (1) projektowanie i wykonanie formy, (2) montaż formy, (3) mieszanie elastomeru, (4) wtryskiwanie elastomeru oraz (5) utwardzanie elastomeru i wyjmowanie z formy.

Schemat procesu druku 3D: projekt CAD, montaż formy, mieszanie elastomeru, wtryskiwanie, etapy utwardzania.
Rycina 1. Przegląd protokołu. Przegląd protokołu, który obejmuje: (1a) tworzenie formy przy użyciu narzędzi wspomagającego projektowania komputerowego (CAD), (1b) druk 3D elementów formy, (2) montaż elementów formy za pomocą prętów gwintowanych i śrub, (3) mieszanie ciekłego elastomeru i nabieranie go do strzykawki, (4) wtryskiwanie ciekłego elastomeru do formy przy użyciu zmodyfikowanego deskryptora, (5a) utwardzanie elastomeru w piecu z kontrolą temperatury oraz (5b) wyjmowanie utwardzonego urządzenia elastomerowego z elementów formy.

Projektowanie formy obejmuje opracowanie modelu głównego formy w oprogramowaniu do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), odjęcie modelu głównego od litego bloku oraz zdefiniowanie linii podziału formy. Elementy formy są wytwarzane, a następnie montowane za pomocą śrub, prętów i nakrętek, przy czym komponenty do przetlenienia są umieszczane w gnieździe formy. Mieszanie elastomeru polega na połączeniu części A i B surowca oraz odgazowaniu w celu usunięcia potencjalnych pustych przestrzeni w materiale. Następnie wtryskiwanie elastomeru polega na wypełnianiu gniazda formy pod wpływem ciśnienia, po czym następuje utwardzanie elastomeru w piecu o kontrolowanej temperaturze, aby zapewnić chemiczne sieciowanie łańcuchów polimerowych.

Podział procesu wtryskiwania na te etapy pozwala zrezygnować z tradycyjnego sprzętu do LIM na rzecz niskokosztowych alternatyw. Na przykład zamiast obrabiać metalową formę lub odlewać formę z gumy silikonowej z modelu wzorcowego, formy wykonane zgodnie z protokołem opisanym w niniejszym manuskrypcie zostały stworzone z tworzywa akrylonitrylo-butadien-styrenu (ABS) przy użyciu drukarki 3D wykorzystującej modelowanie poprzez osadzanie stopionych materiałów (FDM)8,9. W porównaniu do budowy form metalowych lub form SLA, FDM jest zazwyczaj tańszym i szybszym procesem. Dość złożone formy można szybko wydrukować na wewnętrznej drukarce 3D lub tanio zamówić w jednej z wielu dostępnych usług kontraktowego druku 3D. Na przykład do odlewu zaprezentowanej sondy dopochwowej w sekcji wyników reprezentatywnych wykorzystano złożoną, ośmioczęściową formę wydrukowaną w 3D, przedstawioną na Rysunkach 14 i 15. Wszystkie elementy tej formy można wydrukować w ciągu około 1,5 dnia na wewnętrznej drukarce 3D. Czas realizacji dla prostszych form może wynosić zaledwie kilka godzin. Całkowity czas niezbędny do prototypowania urządzenia przy użyciu drukarek 3D FDM do tworzenia form jest zbliżony do czasu wymaganego do odlania formy z gumy silikonowej i stworzenia prototypu z poliuretanu. Jednakże użycie drukarek 3D FDM do tworzenia form umożliwia osiągnięcie kilku rzeczy, których nie da się łatwo zrealizować przy użyciu formy silikonowej: (1) można stosować wiele elastomerów termoutwardzalnych, pod warunkiem, że wydrukowana w 3D forma wytrzyma wymagane temperatury utwardzania, (2) można tworzyć złożone geometrie przy użyciu wielu różnych elementów formy i linii podziału oraz (3) zastosowanie sztywnych elementów formy pozwala na precyzyjne i powtarzalne wyrównanie komponentów wtryskiwanych wewnątrz wnęki formy.

Zamiast korzystania z tradycyjnej maszyny do wtryskiwania elastomerów w ciekłej formie (LIM), która łączy mieszanie, wtryskiwanie i utwardzanie, można użyć mieszalnika laboratoryjnego w celu zapewnienia homogenicznego zmieszania, zmodyfikowanego deskykatora do wtryskiwania oraz standardowej pieca z regulacją temperatury do utwardzania. System wtryskiwania stworzono z ogólnodostępnych komponentów; obejmuje on dodanie linii zasilającej pod dodatnim ciśnieniem do deskykatora, która łączy się ze strzykawką wypełnioną zmieszanym elastomerem. Ciśnienie w komorach nazwojowych deskykatorów jest zazwyczaj kontrolowane za pomocą zaworu trójdrożnego między komorami, linii próżni oraz atmosfery. Zmodyfikowany deskykator posiada dodatkową linię zasilającą pod dodatnim ciśnieniem, doprowadzoną do tyłu tłoka strzykawki. Umożliwia to stworzenie różnicy ciśnień rzędu 40-50 psi, która jest wystarczająca do wtryskiwania ciekłego materiału do wnęki formy.

Technika ta pozwoliła nam na wytworzenie silikonowych sond dopochwowych z zatopionymi czujnikami elektrycznymi i optycznymi w celu zebrania danych potwierdzających koncepcję (proof-of-concept) dla pierwszej fazy badań klinicznych. Wybrano silikon ze względu na konieczność zapewnienia obojętności biologicznej oraz możliwość sterylizacji różnymi metodami10,11. Ponadto urządzenie wymagało złożonej i nietypowej geometrii w kształcie kielicha na końcu sondy, gdzie znajdują się czujniki stykające się z szyjką macicy. Bez zastosowania opisanej techniki proces produkcji tych urządzeń byłby znacznie kosztowniejszy i bardziej czasochłonny. Ta adaptacja procesu LIM zmniejsza koszty i wymagania sprzętowe w porównaniu do tradycyjnego procesu LIM, co czyni praktycznym zastosowanie szybkiego i iteracyjnego podejścia do projektowania urządzeń elastomerowych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Ten protokół opisuje użycie specyficznej terminologii i funkcji w oprogramowaniu SolidWorks używanym do etapów projektowania i produkcji form, chociaż inne pakiety oprogramowania mogą być również używane do osiągnięcia tego samego wyniku.

1. Projektowanie i produkcja form

  1. Zaprojektuj wzorzec formy w skali za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Konkretne procedury w projektowaniu wzorca formy będą się różnić w zależności od konkretnej geometrii pożądanego urządzenia elastomerowego. Ten i kolejne kroki zilustrują kluczowe kroki, które skutkują specyficznym wzorcem formy i projektem formy, który z grubsza przypomina sondę dopochwową przedstawioną w sekcji reprezentatywnych wyników.
    1. Aby zdefiniować końcówkę sondy, utwórz szkic 2D w prawej płaszczyźnie, który określa wewnętrzne i zewnętrzne granice promieniowego przekroju poprzecznego geometrii przypominającej miseczkę, podobnie jak na rysunku 2A. Użyj narzędzia szkicu "Inteligentny wymiar", aby zdefiniować wymiary szkicu. Upewnij się, że wszystkie geometrie są odpowiednio powiązane, dodając wystarczające relacje między elementami szkicu. Po zakończeniu wyjdź ze szkicu. Zapoznaj się z rysunkiem 2 w sekcji Wyniki.
    2. Użyj funkcji "Obracany dodatek/podstawa", aby obrócić szkic 2D o 360° wokół osi Y, aby uzyskać element 3D przypominający miseczkę. Poszczególne kontury i/lub obszary szkicu mogą być indywidualnie wybierane, aby selektywnie obracać żądane obszary szkicu przy każdym wywołaniu funkcji "Obrócony dodatek/podstawa".
    3. Aby zdefiniować uchwyt sondy, utwórz szkic 2D w płaszczyźnie górnej, który określa zewnętrzne granice przekroju poprzecznego geometrii przypominającej łzę, podobnie jak na rysunku 2B. Po zakończeniu wyjdź ze szkicu.
    4. Użyj funkcji "Wyciągnięte dodanie/podstawa", aby wyciągnąć wybrane kontury i/lub regiony szkicu 2D w kierunku Y. Wyciągnięcia proste mogą być wyciągane zarówno w dodatnim, jak i ujemnym kierunku Y, a także mogą być określane jako początek/koniec w określonych płaszczyznach, powierzchniach lub stałych odsunięciach. Określ wyciągnięcie proste tak, aby rozpoczynało się u podstawy geometrii kubkowej i wychodziło poza otwór geometrii kubkowatej.
  2. W osobnym pliku CAD narysuj prostokątny korpus bryłowy graniastosłupa, który jest wystarczająco duży, aby objąć wzorzec formy.
    1. Aby zdefiniować pryzmat prostokątny, utwórz prostokąt w szkicu 2D w płaszczyźnie górnej. Upewnij się, że wymiar X prostokąta jest większy niż najszersza geometria wzorca formy w kierunku X, a wymiar Y prostokąta jest większy niż najszersza geometria wzorca formy w kierunku Y. Po zakończeniu wyjdź ze szkicu.
    2. Użyj funkcji "Wyciągnięty dodatek/podstawa", aby wyciągnąć obszar zamknięty przez prostokąt w szkicu 2D w kierunku Y. Upewnij się, że długość wytłaczania jest dłuższa niż najdłuższa geometria wzorca formy w kierunku Y.
  3. Połącz wzorzec formy i prostokątny pryzmat, aby utworzyć negatyw formy. Zapoznaj się z rysunkiem 3 w sekcji Wyniki.
    1. Zaimportuj wzorzec formy do pliku CAD z prostokątnym pryzmatem. Wyrównaj wzorzec formy tak, aby był wyśrodkowany i całkowicie zamknięty w prostokątnym pryzmacie.
    2. Użyj funkcji "Połącz" i wybierz typ operacji "Odejmij", aby utworzyć gniazdo formy (Rysunek 3).
    3. W przypadku korzystania z drukarki 3D o niskiej rozdzielczości (większość drukarek 3D FDM) należy pamiętać, że większość małych elementów może nie zostać wydrukowana, ponieważ są one poniżej minimalnego rozmiaru urządzenia. W związku z tym spiczaste rogi i krawędzie należy zaokrąglać za pomocą opcji "Zaokrąglenie" lub "Fazowanie", ponieważ te cechy są zbyt drobne, aby drukarka mogła je rozwiązać.
      Uwaga: Jeśli pożądane jest obtryskiwanie, części gniazda formy muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby element obtryskiwany mógł być umieszczony i ograniczony w gnieździe formy. Można to osiągnąć, definiując części formy w celu zapewnienia prowadnic wyrównujących do obtryskiwanego komponentu (Rysunek 4). Proszę zapoznać się z rysunkiem 4 w Wynikach.
  4. Zdefiniuj linie podziału, które potną formę na kilka części, oraz otwory przelotowe na pręty gwintowane i, które utrzymają elementy formy razem (rysunki 5 i 6). Konkretne rozmieszczenie linii podziału i otworów przelotowych prętów zależy od względnego rozmieszczenia siebie nawzajem w geometrii gniazda formy. Proszę zapoznać się z rysunkiem 5 w Results.
    Zapoznaj się z Rysunkiem 6 w Wynikach.
    1. Linie neutralne są zazwyczaj wybierane w taki sposób, aby generowały symetrie dwustronne lub promieniowe. Powinny być zdefiniowane tak, aby nie zwisały ze sobą w kierunku, w którym otwiera się forma, zapewniając, że w pełni utwardzone urządzenie elastomerowe w wnęce można usunąć z formy.
      1. Utwórz obustronną linię neutralną, definiując prostokątny szkic 2D w prawej płaszczyźnie, który rozciąga się od podstawy geometrii przypominającej miseczkę do górnej części uchwytu sondy. Szerokość prostokąta powinna przekraczać szerokość formy od końca do końca.
      2. Użyj funkcji "Wyciągnięcie wyciągnięte" na szkicu i określ cięcie w kierunku ujemnego kierunku X, aby uzyskać jedną część. Określ cięcie w kierunku dodatniego kierunku X, aby uzyskać drugą część utworzoną przez dwustronną linię neutralną.
      3. Tymczasowo "Wygasz" funkcję "Wyciągnięte wycięcie", która została właśnie utworzona. Operacje można wygaszać lub przywracać, aby ukryć lub ujawnić ich wpływ na działającą geometrię CAD. Selektywne przełączanie kombinacji funkcji "Wytłaczane cięcie" lub "Cięcie obrócone" będzie później używane do izolowania każdej pojedynczej części formy.
      4. Utwórz promieniowo symetryczną linię neutralną, aby odizolować elementy formy w miseczkowatej części gniazda formy, definiując szkic 2D w prawej płaszczyźnie. Jedna strona szkicu powinna przebiegać wzdłuż osi Y, podczas gdy pozostałe krawędzie szkicu powinny wystawać poza krawędzie formy w promieniowo symetrycznej części formy. Szkic ten musi również zawierać linie lub krzywe, które przecinają wewnętrzne obszary w przekroju promieniowym geometrii przypominającej miseczkę, definiując dwa lub więcej obszarów w przekroju promieniowym, jak pokazano na rysunku 2C.
      5. Użyj funkcji "Cięcie obrócone" na szkicu, wybierając określone obszary zdefiniowane przez szkic, aby usunąć części formy, które nie są pożądane w izolowanej części. Niezaznaczone obszary szkicu pozostaną, dając żądaną część, po zakończeniu cięcia obrotowego.
        Uwaga: Jeśli pożądane jest obtryskiwanie, linie podziału powinny również zapewniać, że obtryskiwany element można łatwo umieścić w formie przed wtryskiem, a także usunąć z formy po utwardzeniu.
    2. Zdefiniuj otwory przelotowe dla formy za pomocą funkcji "Kreator otworów" lub definiując okrągłe szkice 2D w płaszczyznach normalnych do powierzchni, a następnie stosując funkcję "Wyciągnięte cięcie" do tych szkiców (Rysunki 5 i 6). Otwory przelotowe należy tworzyć przy użyciu standardowego rozmiaru otworu przelotowego, który odpowiada używanemu standardowemu rozmiarowi pręta gwintowanego lub.
  5. Zdefiniuj bramkę w formie za pomocą funkcji "Kreator otworów" lub definiując szkice 2D w płaszczyznach prostopadłych do powierzchni, a następnie stosując funkcję "Wyciągnięte cięcie" do tych szkiców (Rysunki 5 i 6). Bramka stanowi punkt wejścia dla elastomeru, który ma być wtryskiwany do wnęki formy i zazwyczaj powinna być umieszczona w kierunku dna wnęki formy.
  6. Zdefiniuj jeden lub więcej otworów wentylacyjnych w formie, korzystając z funkcji "Kreator otworów" lub definiując szkice 2D w płaszczyznach prostopadłych do powierzchni, a następnie stosując funkcję "Wyciągnięte cięcie" do tych szkiców (Rysunki 5 i 6). Otwory wentylacyjne umożliwiają odpływ nadmiaru elastomeru z wnęki formy, gdy jest ona całkowicie wypełniona, aby zapobiec wzrostowi ciśnienia. Zazwyczaj najlepszym miejscem do umieszczenia odpowietrznika jest w pobliżu górnej części formy w obszarze, który prowadzi do pustego zbiornika, aby umożliwić gromadzenie się elastomeru przelewowego.
  7. Upewnij się, że grubość ścianki w całej formie wynosi co najmniej 1-1.5 cm, jeśli do form używa się tworzywa ABS. Ściany powinny być na tyle sztywne, aby nie odkształcały się ani nie zapadały się, gdy elementy formy są poddawane naprężeniom ściskającym od i prętów gwintowanych.
    Uwaga: W razie potrzeby można usunąć nadmierną grubość ścianki lub ścianki nienośne, aby przyspieszyć drukowanie 3D elementów formy. Dodatkowo, cieńsze ścianki i dodanie wydrążonych sekcji zmniejszy całkowitą ilość użytego materiału i związany z tym koszt tego materiału. Należy pamiętać, że niektóre drukarki FDM robią to domyślnie i mogą okazać się osłabiać ściany bardziej niż jest to pożądane.
  8. Dla każdego żądanego elementu formy wyłącz lub przyporządkuj odpowiednie funkcje "Wytłaczane cięcie" lub "Obracane cięcie", aby wyizolować tę pojedynczą część formy. Zapisz każdy element formy jako plik . Plik STL lub typ pliku kompatybilny z używaną drukarką 3D. Upewnij się, że wybrano żądaną rozdzielczość siatki.
  9. Załaduj plik . STL do drukarki 3D. Wydrukuj elementy formy i poczekaj, aż zadanie zostanie zakończone.
  10. Usuń wszelkie materiały podporowe z elementów formy po zakończeniu drukowania.
    Uwaga: Drukarki 3D różnią się rozdzielczością drukowania, przy czym części drukowane przez FDM mają na ogół gorszą rozdzielczość niż części drukowane w SLA. Chropowatość powierzchni można zmniejszyć po wydrukowaniu części w 3D przez szlifowanie lub lekką obróbkę chemiczną, jak opisano w sekcji dyskusji.

2. Montaż formy

  1. Połącz ze sobą kawałki formy, aby utworzyć wnękę formy, jednocześnie wyrównując otwory przelotowe. Wsuń pręty gwintowane lub w otwory przelotowe.
    1. Opcjonalnie: W przypadku obtryskiwania, umieść komponenty, które mają być obtryskiwane, w gnieździe formy podczas montażu elementów formy (Rysunek 7). Jeśli istnieje obawa, że nadmiernie obtryskiwane elementy poruszają się we wnęce podczas wtryskiwania elastomeru, można użyć niewielkiej ilości silikonowego kleju RTV, aby tymczasowo i słabo zabezpieczyć element po wewnętrznej stronie wnęki formy. Odczekaj 15 minut, aż silikonowy klej RTV utwardzi się. Zapoznaj się z rysunkiem 7 w wynikach.
  2. Zapewnij mocne ściskanie formy za pomocą nakrętek na każdym końcu prętów gwintowanych. Druga nakrętka na każdym końcu zapewni, że nakrętki zostaną zablokowane na swoim miejscu i nie zostaną przedwcześnie poluzowane. Jeśli używasz plastikowych form, upewnij się, że nakrętki są mocno osadzone, ale nie są zbyt mocno dokręcone, aby zapobiec deformacji formy.
  3. Opcjonalnie: Uszczelnij szczeliny silikonowym RTV i odczekaj 15 minut na utwardzenie. Jest to konieczne tylko wtedy, gdy używane są formy o niższej rozdzielczości, takie jak te produkowane za pomocą FDM. Ograniczona rozdzielczość i słabe tolerancje na liniach podziału formy mogą powodować powstawanie niepożądanych przerw. Alternatywnie można użyć wygładzania powierzchni, jak wyjaśniono w sekcji dyskusji, w celu poprawy dopasowania linii neutralnych.
  4. Opcjonalnie: Zastosuj środek zwalniający do formy do wnęki formy, aby ułatwić wyjmowanie z formy. Spowoduje to jednak pokrycie końcowego urządzenia chemikaliami zapobiegającymi rozprzestrzenianiu się pleśni.
  5. Utwórz prowadnicę lub wlew, który poprowadzi do bramy formy.
    1. Włóż adapter typu luer-lock z zadziorem na męskość do bramki wnęki formy. Upewnij się, że jest ciasno dopasowany.
    2. Podłącz go do rurki za pomocą adapterów luer-lock z zadziorem na żeńskie na każdym końcu. Odsłonięty żeński adapter luer-lock na dystalnym końcu probówki ostatecznie dostosuje się do strzykawki o pojemności 50 ml z męską końcówką luer-lock.

3. Komora wtryskowa

  1. Komora iniekcyjna jest zmodyfikowanym, gotowym eksykatorem i powinna być tworzona przed mieszaniem elastomerów, ponieważ czas pracy dwuskładnikowych elastomerów po wymieszaniu jest ograniczony. Rysunek 8 przedstawia zastosowanie komory iniekcyjnej w procesie wtrysku. Zapoznaj się z rysunkiem 8 w sekcji Wyniki.
    1. Wywierć dwa otwory w górnej pokrywie ściany komory pokrywy eksykatora.
    2. W obu otworach zainstaluj próżniową złączkę rurową przelotową, która przecina ściankę pokrywy środka osuszającego i tworzy uszczelnienie.
      Uwaga: Użyj taśmy PTFE lub innego rodzaju uszczelniacza do rur na elementach z połączeniami łączników rurowych, aby zapewnić hermetyczne uszczelnienia. Użyj rurki clamps na dowolnych adapterach/złączkach rur kolczastych, aby wzmocnić szczelność i zapobiec ślizganiu się rur.
    3. Zainstaluj podciśnieniomierz na zewnątrz pokrywy w celu monitorowania ciśnienia w komorze. Osiąga się to poprzez podłączenie wakuometru do jednego z łączników rurowych przelotowych z próżniowymi złączkami rurowymi i rurowymi.
    4. Zamontuj pneumatyczny adapter strzykawki po wewnętrznej stronie pokrywy przy drugiej złączce rurowej przechodzącej. Osiąga się to poprzez podłączenie adaptera strzykawki do złączki rurowej przelotowej z próżniowymi łącznikami rurowymi i rurowymi.
    5. Po zewnętrznej stronie tego samego łącznika rurowego przelotowego, który ma dołączony pneumatyczny adapter strzykawki, podłącz trójnikową złączkę rurową o odporności na podciśnienie. Na jednym odgałęzieniu złączki trójnika podłącz złożony miernik próżni/ciśnienia do monitorowania ciśnienia w przewodzie wtryskowym. Na drugiej gałęzi podłącz trójdrogowy zawór L o odporności na podciśnienie.
    6. Podłącz jedną odnogę trójdrogowego zaworu L do odcinka rurki prowadzącej do źródła dodatniego ciśnienia powietrza za pomocą złączek rurowych i rurowych. Pozostaw na razie drugą gałąź trójdrogowego zaworu L niepodłączoną.
    7. Większość eksykatorów ma wbudowany trójdrogowy zawór T na ściance komory. Dodaj rurkę łączącą jedno odgałęzienie tego zaworu z trójnikiem. Druga gałąź zaworu pozostanie niepodłączona i wystawiona na działanie atmosfery w celu odpowietrzenia ciśnienia w komorze wentylacyjnej.
    8. Podłącz jedną gałąź złączki trójnika do odcinka rurki podłączonej do źródła podciśnienia. Podłącz drugą gałąź trójnika do otwartej trójdrożnej odgałęzienia zaworu L z kroku 3.1.5 za pomocą odcinka rurki i złączek rurowych o podciśnieniu.

4. Mieszanie elastomerów

  1. Określ przybliżoną żądaną objętość elastomeru, sprawdzając objętość pliku CAD wzorca formy. Zwiększ objętość o 5%, aby uwzględnić utratę elastomeru podczas przenoszenia między pojemnikami w nadchodzących krokach. Obliczyć niezbędną ilość części A i części B elastomeru w oparciu o sugerowane przez producenta proporcje mieszania.
  2. Umieść jednorazowy plastikowy kubek na wadze i wytaruj go. Wlej część A i część B elastomeru do jednorazowego plastikowego kubka. Na tym etapie należy również dodać wszelkie barwniki lub dodatki.
  3. Uszczelnij otwór kubka, naciągając na niego plastikową torbę i uszczelniając 3-4 gumowymi opaskami.
  4. Mieszać przez 2 minuty za pomocą mieszadła odśrodkowego, aby zapewnić jednorodne mieszanie. Jeśli dostępne jest ustawienie odgazowywania, wymieszaj dodatkowe 1-2 minuty na ustawieniu odgazowywania. Jeśli mieszalnik odśrodkowy nie jest dostępny, można użyć mieszania ręcznego, ale może to wprowadzić więcej powietrza do mieszanki.
  5. Przygotować strzykawkę do wstrzykiwań z elastomeru, używając żeńskiej nasadki typu luer-lock, aby uszczelnić dno strzykawki o pojemności 50 ml z męską końcówką typu luer-lock. Zabezpiecz uszczelkę za pomocą Parafilm i 1 gumowej opaski.
  6. Przenieść elastomer z plastikowego kubka do strzykawki typu luer-lock o pojemności 50 ml. Jeśli elastomer przylega do ścianek plastikowego kubka, użyj szerokich pociągnięć, aby zamiatać resztki elastomeru, które przylegają do ścianek plastikowego kubka. Unikaj wielu małych pociągnięć, aby ograniczyć wprowadzanie powietrza do mieszanki.
  7. Opcjonalnie: Odgazowanie elastomeru po przeniesieniu do strzykawki w mieszalniku odśrodkowym. Może to pomóc w przyspieszeniu procesu odgazowania opisanego w kroku 3.8.
    1. Uszczelnić otwartą tylną stronę strzykawki typu luer-lock o pojemności 50 ml za pomocą Parafilm i gumowej opaski.
    2. Mieszaj z ustawieniem odgazowywania przez 30 sekund, aby przyspieszyć proces odgazowania.
      Uwaga: Mieszarki odśrodkowe mogą nie być wyposażone w adapter odpowiedni do przechowywania strzykawek o pojemności 50 ml. Ten krok może wymagać zaprojektowania niestandardowego adaptera do mieszalnika odśrodkowego, co można wykonać w CAD i wydrukować w 3D.
    3. Po zakończeniu usuń Parafilm i gumową opaskę z tyłu strzykawki.
  8. Umieścić strzykawkę z otwartym tyłem w eksykatorze i odgazowywać przez około 30 minut lub do momentu usunięcia pęcherzyków z elastomeru. Należy zwrócić uwagę na czas pracy używanego elastomeru; Elastomery o niższej lepkości również szybciej odgazowują się. Następnie wyjąć strzykawkę z eksykatora.
  9. Umieścić tłok strzykawki w tylnej części strzykawki, jednocześnie usuwając uwięzione powietrze.
    1. Umieścić igłę strzykawki ostrą stroną do dołu wzdłuż ścianki strzykawki, nie dotykając znajdującego się w niej elastomeru. Umieścić tłok strzykawki w strzykawce od tyłu, pozwalając igłą strzykawki uwolnić powietrze uwięzione między tłokiem strzykawki a elastomerem (Rysunek 10A).
    2. W razie potrzeby przesunąć igłę strzykawki i tłok strzykawki, aż nie będzie widoczna kolumna powietrza między tłokiem strzykawki a elastomerem. Dopuszczalne jest, jeśli niewielkie ilości elastomeru prześlizgną się przez krawędź uszczelniającą tłoka.
    3. Wyjąć igłę ze strzykawki.

5. Wtrysk elastomeru

  1. Zdejmij żeńską nasadkę luer-lock ze strzykawki zawierającej elastomer gotowy do wstrzyknięcia i podłącz męską końcówkę strzykawki typu luer-lock do odsłoniętego żeńskiego adaptera luer-lock na zmontowanej formie (Rysunek 10B).
  2. Przymocować pneumatyczny adapter strzykawki do tylnej części strzykawki o pojemności 50 ml z męską końcówką typu luer-lock.
  3. Umieść zarówno formę, jak i dołączoną strzykawkę w komorze wtryskowej. W tym momencie komora iniekcyjna powinna wyglądać podobnie jak na rysunku 11. Zapoznaj się z rysunkiem 11 w sekcji Wyniki.
  4. Umieść pokrywę w komorze wtryskowej, upewniając się, że tworzy się hermetyczne uszczelnienie.
  5. Pociągnąć cały układ w komorze wtryskowej do podciśnienia. Zapoznaj się z rysunkiem 12 w sekcji Wyniki.
    1. Obrócić oba zawory trójdrogowe w komorze iniekcyjnej tak, aby źródło podciśnienia łączyło się w sposób ciągły z komorą eksykatora i kolumną powietrza za tłokiem strzykawki.
    2. Powoli wciągaj podciśnienie, aż do osiągnięcia około -14,5 psi (Rysunek 12). Pozostaw włączoną próżnię, aby utrzymać to ciśnienie. Usunięcie powietrza zapobiegnie gromadzeniu się pęcherzyków w gnieździe formy i pomoże zmniejszyć puste przestrzenie w urządzeniu elastomerowym.
  6. Wcisnąć nadciśnienie z tyłu tłoka strzykawki. Zapoznaj się z rysunkiem 13 w sekcji Wyniki.
    1. Obrócić trójdrogowy zawór L, aby przerwać ciągłość między źródłem podciśnienia, jednocześnie ustanawiając połączenie między dopływem powietrza pod nadciśnieniem a tylną częścią tłoka strzykawki.
    2. Stopniowo zwiększaj nadciśnienie z dopływu powietrza, aż do osiągnięcia co najmniej 25-35 psi (Rysunek 13). Możliwe są wyższe ciśnienia w zależności od wytrzymałości połączeń rurowych stosowanych w aparacie komory wtryskowej.
    3. Poczekać, aż tłok strzykawki dotrze do dna strzykawki lub aż elastomer wypłynie z otworów wentylacyjnych formy. Wskazują one, że wstrzyknięcie zostało zakończone.
  7. Przywróć ciśnienie atmosferyczne w komorze wtryskowej.
    1. Wyłącz zarówno podciśnienie, jak i nadciśnienie powietrza.
    2. Stopniowo przekręcaj trójdrogowy zawór L podłączony do pneumatycznego adaptera strzykawki z powrotem, tak aby był zamknięty do dopływu powietrza i otwarty na źródło podciśnienia. To powinno odprowadzić całe nadciśnienie.
    3. Przekręć trójdrogowy zawór T, aby odprowadzić ciśnienie resztkowe w komorze do ciśnienia atmosferycznego.
  8. Wyjmij formę i przygotuj się do utwardzania elastomeru.
    1. Otwórz komorę i wyjmij formę.
    2. Odłączyć pneumatyczny adapter strzykawki od tylnej części strzykawki.
    3. Odłączyć strzykawkę i rurkę za pomocą dwóch adapterów typu luer-lock z zadziorem na gniazdo.
    4. Umieść żeńską nasadkę luer-lock na odsłoniętym męskim końcu adaptera luer-lock z zadziorem na męski, który jest przymocowany do bramki formy, aby zapobiec wydostawaniu się elastomeru z wnęki formy.

6. Utwardzanie i wyjmowanie z formy elastomeru

  1. Umieść formę w piekarniku o kontrolowanej temperaturze i utwardź elastomer. Zapoznaj się ze specyfikacjami producenta elastomeru, aby określić czas i temperaturę utwardzania. Mieszaninę silikonu do demonstrowanej sondy dopochwowej utwardza się w temperaturze 70 °C przez 5 godzin.
  2. Po utwardzeniu elastomeru wyjmij formę z piekarnika.
  3. Wyjmij z formy w pełni utwardzone urządzenie elastomerowe.
    1. Usuń nakrętki i pręty gwintowane lub z formy.
    2. Opcjonalnie: Jeśli do uszczelnienia szczelin na krawędziach przedziałkowych użyto silikonowego kleju do formatu RTV, należy użyć skalpela, aby delikatnie wciąć silikonowy klej do formatu RTV, aby można było oddzielić krawędzie podziału.
    3. Użyj skalpela, aby odciąć i oddzielić urządzenie od dodatkowego materiału elastomerowego przy bramie lub otworach wentylacyjnych. Użyj skalpela, aby odciąć wszelkie błyski, które mogły powstać na krawędziach podziału formy.
  4. Wyczyść formy chusteczkami i nieniszczącymi rozpuszczalnikami, takimi jak alkohol izopropylowy.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Szkice elementu w kształcie kubka z uchwytem, schemat obszarów wycięcia obrotowego z zaznaczoną osią Y i krawędzią formy.
Rysunek 2. Szkice 2D CAD. A) Szkic 2D, który można obrócić promieniście wokół osi Y, aby uzyskać element w kształcie kubka, podobny do elementu w urządzeniu sondy dopochwowej. B)

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Ze wszystkich opisanych kroków, staranne zaprojektowanie formy ma kluczowe znaczenie dla sukcesu. Wzorzec formy powinien być utworzony jako bryła z geometrią zewnętrzną równą urządzeniu końcowemu. Geometrie te należy dostosować tak, aby uwzględniały skurcz materiału spowodowany wybranym elastomerem, a także rozdzielczość i tolerancje drukarki 3D. Rozmieszczenie linii podziału formy i otworów przelotowych dla prętów gwintowanych i jest od siebie zależne. Dodanie linii neutralnych zwiększa liczbę liniowych i obrotowych sto...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Żaden z autorów nie ma konkurencyjnych interesów finansowych w odniesieniu do pracy opisanej w tym artykule.

Podziękowania

Autorzy dziękują Sungwonowi Limowi za intelektualny wkład w projektowanie urządzeń i form, a także Jambu Jambulingam i Rebecca Grossman-Kahn za stworzenie silikonowych sond dopochwowych przy użyciu tego procesu. Praca ta jest wspierana przez Fundację Billa i Melindy Gatesów, Fundację Vodafone Americas oraz FDA (2P50FD003793).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Materiał modelu ABSStratasysP430Materiał modelu dla uPrint Plus SE (Krok: Projektowanie formy i Produkcja)
Rozpuszczalny materiał podporowyStratasysSR-30Materiał nośny do uPrint Plus SE (Krok: Projektowanie formy i Produkcja)
Podwodny uszczelniacz silikonowy, tuba 2,8 uncji, przezroczystyMcMaster-Carr Supply Company7327A21Silikonowy RTV do uszczelniania szczelin na liniach rozdzielania formy (krok: montaż formy)
Rurki, 1/8" ID, 1/4" OD, 1/16" grubości ścianki, ultra-odporne chemicznie Tygon PVC, przezroczysteMcMaster-Carr Supply Company5046K11Formuje adapter prowadnicy/wlewu między formą a strzykawką z elastomerem (Krok: mieszanie elastomerów)
Złącze, adapter, proste, męskie szybkozłącze (Luer lock) X 1/8" Tube Barb, nylonMcMaster-Carr Supply Company51525K123Podłącz kanał / wlew między formą a strzykawką za pomocą elastomeru (krok: mieszanie elastomerów)
Złącze, adapter, stabilizator, żeńskie Szybkoobrotowe (Luer lock) X 1/8" Tube Barb, nylonMcMaster-Carr Supply Company51525K213Podłącz kanał / wlew między formą a strzykawką za pomocą elastomeru (Krok: Elastomer Mixing)
Cap, żeński Quick-turn (Luer lock), NylonMcMaster-Carr Supply Company51525K315Nasadka zapobiegająca wyciekaniu silikonu z formy po wtrysku (Krok: Mieszanie elastomerów)
Płynna guma silikonowa (LSR) 30 - 10:1, Implant GradeApplied Silicone CorporationPN40029Zastąp wybranym elastomerem.  To jest ten, który jest używany do sondy dopochwowej (Krok: Mieszanie elastomerów)
Strzykawki (BD), 1 ml Slip-Tip, niesterylnie czyste, luzemCole-ParmerWU-07945-00Strzykawki do przenoszenia materiału elastomerowego (Krok: Mieszanie elastomerów)
Strzykawki (BD), 1 ml Slip-Tip, niesterylnie czyste, luzemCole-ParmerWU-07945-04Strzykawki do przenoszenia materiału elastomerowego (Etap: Mieszanie elastomerów)
Strzykawka, 20 ml, otwarty otwór, tłok z pełnym pierścieniem i uchwytemQosina CorporationC1200Strzykawki do przenoszenia materiału elastomerowego.  Otwarty otwór jest stosowany do bardzo lepkich elastomerów. (Krok: mieszanie elastomerów)
Igła (BD), Niesterylnie czysta z osłonkami, 18 G x 1.5" Lg., Stal nierdzewna, BD BulkCole-ParmerWU-07945-76Służy do usuwania kolumny powietrza między tłokiem strzykawki a elastomerem (Krok: Mieszanie elastomeru)
Plastikowe kubki, 12 uncji, ClearSafewayN/ASłuży do mieszania silikonu w THINKY Mixer (Krok: Mieszanie elastomerów)
Torba polietylenowa, Open-Top, Płaska, 5" Szerokość x 6" Wysokość, 2-MIL Czw.McMaster-Carr Supply Company1928T68Służy do mieszania silikonu w mieszalniku THINKY (Krok: Mieszanie elastomeru)
Gumowa taśma, bez lateksu, pomarańczowy, rozmiar 64, 3-1/2" L x 1/4" WMcMaster-Carr Supply Company12205T96Służy do mieszania silikonu w THINKY Mixer (Krok: Mieszanie elastomerów)
Parafilm Wrap, 4" WCole-ParmerEW-06720-40Służy do mieszania silikonu w THINKY Mixer (Krok: Mieszanie elastomerów)
Cylindry strzykawkowe z korkami, Luer Lock, pneumatyczne,  50 mlEWD SolutionsJEN-JG50A-15Mniejsze strzykawki mogą być używane, jeśli wymagana jest mniejsza ilość elastomeru, ale upewnij się, że jest ona kompatybilna z pneumatycznym adapterem strzykawki w komorze wtryskowej (Krok: Mieszanie elastomerów)
Taśma uszczelniająca, Gwint rurowy, 50' Lg x 1/4" W, 0.0028" Thk, 0,5 G/CC Ciężar właściwyMcMaster-Carr Supply Company4591K11Taśma teflonowa do hermetycznych uszczelnień wokół gwintów (krok: wtrysk elastomeru)
Ostrza skalpela, jednorazowe, nr 22VWR21909-646Służy do cięcia rurek i wyjmowania z formy (Krok: utwardzanie i Wyjmowanie z formy)
KimwipesVWR21903-005 ( Krok: Utwardzanie i Demolding)
2-propanol, J. T. BakerVWRJT9334-3 ( Krok: Utwardzanie i Demolding)
Drukarka 3D uPrint Plus SEStratasysuPrint Plus SEMożna używać innych drukarek 3D (Krok: Projektowanie formy i Produkcja)
Śruba, nakrętka, sześciokątny,  1/4"-28, 2-1/2" Lg, 18-8 Stal nierdzewnaMcMaster-Carr Supply Company92198A115używane z nakrętkami do ściskania formy (Krok: Montaż formy)
Nakrętka, sześciokątna, 1/4"-28, 7/16" Wd, 7/32" Wysokość, 18-8 Stal nierdzewna McMaster-Carr Supply Company91845A105używane z nakrętkami do ściskania formy (Krok: montaż formy)
Kołek, w pełni gwintowane, 1/4"-28, 1" Lg, 18-8 Stal nierdzewna McMaster-Carr Supply Company95412A567Pręty gwintowane można przycinać na żądaną długość i są używane z nakrętkami do ściskania formy (Krok: Montaż formy)
Planetarny mikser odśrodkowyTHINKY USA Inc.ARE-310są zdecydowanie zalecane do dokładnego mieszania i skracania czasu odgazowywania, ale mieszanie ręczne jest w porządku (Krok: Mieszanie elastomerów)
Waga laboratoryjnaMettler-Toledo International Inc.EL602 ( Krok: Mieszanie elastomerów)
Adsorpcyjny kanister próżniowy, wielokrotnego użytku,  10-3/4" ODMcMaster-Carr Supply Company2204K7Ten eksykator służy do odgazowywania elastomeru (Krok: Mieszanie elastomeru)
Niestandardowy drukowany w 3D adapter miksera do kubkaNIEDOTYCZYModelowany w Solidworks CAD i wydrukowany w 3D (Krok: Mieszanie elastomerów)
Przewody, gładki otwór, 1/4" ID, 1/2" OD, 1/8" grubości ścianki, PVC tygon o wysokiej czystości, przezroczystyMcMaster-Carr Supply Company5624K51Rurka na zewnątrz eksykatora (krok: wtrysk elastomeru)
Rurka, gładki otwór, 3/8" ID, 5/8" OD, grubość ścianki 1/8", PVC Tygon o wysokiej czystości, przezroczystyMcMaster-Carr Supply Company5624K52Rurki do dostosowania do zasilania powietrzem/próżnią (Krok: Wtrysk elastomeru)
Złącze, Reduktor, Prosty, Zadzior próżniowy 3/8" Rura ID X Zadzior próżniowy 1/4" Średnica rury, MosiądzMcMaster-Carr Supply Company44555K188Dostosuj rurkę na zewnątrz eksykatora do rurki prowadzącej do dostarczania powietrza/próżni (krok: wtrysk elastomeru)
Zacisk, wąż i Rura, napęd ślimakowy, do rury o średnicy zewnętrznej 7/32" do 5/8", 5/16" Wd., 316 SSMcMaster-Carr Supply Company5011T141Stosowany na rurkach do tworzenia szczelnego uszczelnienia powietrznego/próżniowego na połączeniach (Krok: Wtrysk elastomeru)
Zacisk, wąż, Napęd ślimakowy z gładką taśmą, do rury o średnicy zewnętrznej 1/2" do 3/4", 3/8" Wd., 304 SSMcMaster-Carr Supply Company5574K13Stosowany na rurkach do tworzenia szczelnego uszczelnienia powietrznego/próżniowego na połączeniach (Krok: Wtrysk elastomeru)
Złącze, trójnik, zadzior próżniowy 1/4" Tube ID, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company44555K138Trójnik Złącze między podciśnieniem, trójdrogowy zawór T na filtratorze i trójdrogowy zawór L (krok: wtrysk elastomeru)
Złącze, trójnik, 1/4 NPT żeńskie x żeńskie x męskie, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company50785K222Trójnik Złącze między manometrem, komorą i trójdrogowym zaworem L (krok: wtrysk elastomeru)
Zawór, kulowy, prosty, uchwyt T, 1/4 NPT żeński x męski, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company4082T42Zawór trójdrogowy L (krok: wtrysk elastomeru)
Złącze, adapter, prosty, zadzior próżniowy 1/4" rura wewnętrzna x 1/4 NPT męska, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company44555K132Adapter do trójdrogowego zaworu L do rurki (krok: wtrysk elastomeru)
Piła, otwór, bimetal. 1-3/8" OD, 1-1/2" Głębokość cięciaMcMaster-Carr Supply Company4066A25Służy do wycinania otworów w eksykatorze do łączników do ścian przelotowych (Krok: wtrysk elastomeru)
Trzpień, piła 9/16" do 1-3/16", 1/4" sześciokątnaMcMaster-Carr Supply Company4066A76Służy do wycinania otworów w eksykatorze do złączek do ścian przelotowych (Krok: wtrysk elastomeru)
Adapter trzpieniowy do otwornic o średnicy od 1-1 / 4" do 6"McMaster-Carr Supply Company4066A77Służy do wycinania otworów w eksykatorze do złączek do ścian przelotowych (Krok: wtrysk elastomeru)
Złączka, prosta, przelotowa, żeńska 1/2 NPT, polipropylenowaMcMaster-Carr Supply Company36895K141Złączki do ścian prowadzących do manometrów ciśnienia/podciśnienia (krok: wtrysk elastomeru)
Złączka, adapter, prosty, redukcyjny,  Tuleja, sześciokątna, 1/2 NPT męska x 1/4 NPT żeńska, mosiężnaMcMaster-Carr Supply Company4429K422Redukcja średnicy rurki wewnątrz eksykatora w celu dostosowania do pneumatycznego systemu strzykawkowego (krok: wtrysk elastomeru)
Złącze, adapter, proste, redukcyjne, tuleja, sześciokątna, 1/4 NPT męska x 1/8 NPT żeńska, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company4757T91Zmniejszenie średnicy rurki wewnątrz eksykatora w celu dostosowania do pneumatycznego systemu strzykawkowego (krok: wtrysk elastomeru)
Złącze, adapter, prosty, zadzior próżniowy 1/4" rurka wewnętrzna x 1/8 NPT żeńska, mosiądzMcMaster-Carr Supply Company44555K124Redukcja średnicy rurki wewnątrz eksykatora w celu dostosowania do pneumatycznego systemu strzykawkowego (krok: wtrysk elastomeru)
Adaptery strzykawek, pneumatyczne, 30/50 mlEWD SolutionsJEN-JG30A-X6Pneumatyczny adapter strzykawki po wewnętrznej stronie eksykatora; musi być kompatybilny ze strzykawkami używanymi do przytrzymywania elastomeru (Krok: wtrysk elastomeru)
Manometr, Próżnia dwuskalowa, Pokrętło 2-1/2", Męski 1/4 NPT, Złącze dolne, 30" Hg-0, Stalowa obudowaMcMaster-Carr Supply Company4002K11Wakuometr (Krok: Wtrysk elastomeru)
Manometr, Dwuskalowe próżnia i związek, Tarcza 3-1/2", Męski 1/4 NPT, Środkowy tył, 30" Hg-0, 100 PSI, Stalowa kopertaMcMaster-Carr Supply Company4004K616Manometr prowadzący do pneumatycznego systemu strzykawkowego (krok: wtrysk elastomeru)
Piekarnik, próżnia, izotemperatura, ekonomia próżniowego Fisher Scientific280A(Krok: Utwardzanie i Demolding)
Solidworks CADDassault Systè Subskrypcja badawczaSolidworks Inne oprogramowanie CAD może być używane do wzorca formy i projektowania formy (Krok: Projektowanie formy i Produkcja)
Mieszalniki Można użyć standardowego piekarnika MES

Bibliografia

  1. Painter, P. C., Coleman, M. M. Essentials of Polymer Science and Engineering. DEStech Publications. , Lancaster, PA. (2009).
  2. Rosato, D. V., Rosato, M. G., Schott, N. R. Reaction Injection Molding. Plastics Technology Handbook - Volume. 2, 103-139 (2010).
  3. Cybulski, E. Plastic Conversion Process: A Concise and Applied Guide. , CRC Press: Boca. Raton, FL. (2009).
  4. Ortiz, H. ernández, J,, Osswald, T. Modeling processing of silicone rubber: Liquid versus hard silicone rubbers. Journal of Applied Polymer Science. 119, 10-1002 (2010).
  5. Dym, J. B. Injection Molds and Molding: A Practical Manual. , 395, New York, NY. (1987).
  6. Mueller, T. Stereolithography-based prototyping: case histories of applications in product development. Northcon 95. IEEE Technical Applications Conference and Workshops Northcon. , 305–310, doi:10.1109/NORTHC.1995.485087. , (1995).
  7. Hilton, P. Rapid Tooling: Technologies and Industrial Applications., 288, Press: Boca. , Raton, Florida. (2000).
  8. Ahn, S. -H., Montero, M., Odell, D., Roundy, S., Wright, P. K. Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS. Rapid Prototyping Journal. 8 (4), 248-257 (2002).
  9. Cheah, C. M., Tan, L. H., Feng, C., Lee, C. W., Chua, C. K. Rapid investment casting: direct and indirect approaches via fused deposition modelling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 23 (1-2), 1-2 (2004).
  10. Harris, A., Wild, P., Stopak, D. Silicone Rubber Substrata: A New Wrinkle in the Study of Cell Locomotion. Science. 208 (4440), (1980).
  11. Moisan, M., Barbeau, J., Moreau, S., Pelletier, J., Tabrizian, M., Yahia, L. H. Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms. International journal of pharmaceutics. (1-2), 226-221 (2001).
  12. Etemadi, M., Chung, P., Heller, J., Liu, J., Rand, L., Roy, S. Towards BirthAlert - A Clinical Device Intended for Early Preterm Birth Detection. IEEE Trans Biomed Eng. 10, (2013).
  13. Etemadi, M., Chung, P., et al. Novel device to trend impedance and fluorescence of the cervix for preterm birth detection. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2013, 176–9, doi:10.1109/EMBC.2013.6609466. , (2013).
  14. Owen, S. R., Harper, J. F. Mechanical, microscopical and fire retardant studies of ABS polymers. Polymer Degradation and Stability. 64, 449-455 (1999).
  15. Cassidy, P. E., Mores, M., Kerwick, D. J., Koeck, D. J., Verschoor, K. L., White, D. F. Chemical Resistance of Geosynthetic Materials. Geotextiles and Geomembranes. 11, 61-98 (1992).
  16. Akay, M., Ozden, S. The influence of residual stresses on the mechanical and thermal properties of injection moulded ABS copolymer. Journal of Materials Science. 30 (13), (1995).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Formy drukowane w 3Dprototypowanie urz dze elastomerowychwytwarzanie wyrob w medycznychmodelowanie z nak adaniem warstw FDMprojektowanie form CADproces mieszania elastomerusystem wtryskiwania pr niowegoutwardzanie w kontrolowanej temperaturzeprzet aczanie na cz ci metalowe
Szybkie i tanie prototypowanie wyrobów medycznych przy użyciu drukowanych w 3D form do formowania wtryskowego cieczy
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.