Badanie procesu wzorowania kropek na materiałach elastycznych przy użyciu technologii tłoczenia na gorąco typu Impact Print

Technologia Impact Print-Type Hot Embossed może tworzyć wzory kropek, które mogą zmieniać szerokość i głębokość wzoru w czasie rzeczywistym, na różnych rodzajach folii polimerowych, przy użyciu wzoru udarowego. W porównaniu z istniejącą technologią tłoczenia na gorąco, koszt prasowanego kształtu wzoru jest znacznie niższy, a dowolny kształt tłoczenia można wykonać w czasie rzeczywistym. Nasza technologia może być zastosowana w dziedzinie urządzeń biologicznych, a urządzenia te mogą pomóc w sprawdzeniu stanu pacjenta lub choroby poprzez odczyt biosygnałów użytkownika.

Jeśli ciepło elektryczne jest zbyt niskie, głowica udarowa może rozerwać folię polimerową lub głowica udarowa może się zużyć. Dlatego ważne jest, aby znaleźć odpowiednie ciepło elektryczne z powtarzalnych eksperymentów. Zacznij od wykonania pierwszego modelu i połącz go z etapem X.

Połącz stopień X i stopień Z, a następnie zmontuj stopień Z i model drugi. Następnie połącz model drugi i głowicę udarową i umieść płytę grzewczą poniżej modelu pierwszego. Zamontuj dwa uchwyty folii na końcu płyty grzewczej i przymocuj folię polimerową do uchwytu folii.

Następnie, aby upewnić się, że folia polimerowa jest płaska na płycie grzewczej, pociągnij folię polimerową tak mocno, jak to możliwe, poruszając jednym z uchwytów folii. Alternatywnie, aby przesunąć folię polimerową na bok, przesuń uchwyt folii za pomocą ruchu drugiego. Na koniec podłącz urządzenie sterujące, które wysyła sygnały do nagłówka udarowego, aby je kontrolować, i wprowadź minus 3 V i plus 10 V jako sygnały sterujące do nagłówka udarowego.

Na koniec podłącz urządzenie sterujące, które wysyła sygnały do głowicy udarowej, aby ją kontrolować, i wprowadź minus 3 V i plus 10 V jako sygnały sterujące do głowicy udarowej. Zacznij od zainstalowania programu sterującego etapem na komputerze sterującym, aby sterować etapem X i stopniem Z. Zainstaluj oprogramowanie sterownika DAQ, aby wykryć urządzenie sterujące na komputerze sterującym, które steruje nagłówkiem udarowym, i zainstaluj program operacyjny do sterowania urządzeniem sterującym.

Następnie, aby przeprowadzić eksperyment z wzornictwem, przymocuj folię polimerową do uchwytu folii i wyreguluj położenie folii polimerowej za pomocą ruchów pierwszego i drugiego, aby płasko zamocować folię. Po zamocowaniu folii polimerowej wyreguluj temperaturę płyty grzewczej, aby podgrzać folię powyżej temperatury zeszklenia. Następnie dostosuj początkową pozycję głowicy udarowej, sterując stopniami X i Z za pomocą programu sterującego stolikiem.

Użyj programu operacyjnego, aby wygenerować sygnał sterujący 5 V z urządzenia sterującego. Gdy wzmacniacz operacyjny wzmocni sygnał sterujący 5 V do wartości większej niż 10 V, włącz głowicę udarową i wygraweruj wzory na folii polimerowej. Następnie należy wygenerować sygnał sterujący 0v z urządzenia sterującego za pomocą programu operacyjnego.

Gdy wzmacniacz operacyjny wzmocni sygnał sterujący 0 V do minus 3 V, wyłącz głowicę udarową. Przesuń X stage na miejsce, aby wygrawerować następny wzór. Opuść stopień Z o dziesięć mikronów od pozycji początkowej i trzykrotnie wygraweruj wzory na folii polimerowej, licząc liczbę ruchów stopnia Z.

Gdy liczba ruchów stopnia Z przekroczy trzy, przesuń stopień X do pozycji początkowej i maksymalnie podnieś głowicę udarową, przesuwając stopień Z. Na koniec odłącz folię polimerową od uchwytu folii i zmierz szerokość i głębokość każdego wzoru punktowego za pomocą mikroskopu konfokalnego w trybie skanowania laserowego. W tym badaniu utworzono wzór punktowy na trzech foliach polimerowych, a do obserwacji wzoru użyto mikroskopu konfokalnego.

We wzorze kropkowym użyto dziewięciu punktów, a rozmiar wzoru zwiększył się od próbki pierwszej do trzeciej, ponieważ wysokość stolika Z przesunęła się w dół o dziesięć mikronów. Co więcej, protokół ten był w stanie zmierzyć szerokość i głębokość wzoru każdej kropki, a wzór był wyraźnie widoczny przez obraz 2D jednej kropki. Błędy we wzorach kropek dla trzech rodzajów folii są niewielkie, co wskazuje, że proces tłoczenia na gorąco typu Impact Print-Type jest odpowiedni do grawerowania mikrowzorów na foliach polimerowych w czasie rzeczywistym.

Ta metoda jest pierwszą z proponowanych metod, więc będzie pomocna dla początkujących w zrozumieniu przenikliwego projektowania, przygotowania próbki i procedury procesu poprzez wizualizację. Na tym etapie, jeśli folia zostanie podgrzana w spoczynku w temperaturze zeszklenia, wzór nie wygraweruje się tam ze względu na odtworzenie folii. Dokumentacja temperatury wzoru wynosi 350 stopni Celsjusza, a nasz proces może dostosować się do wzoru linii.

Zalety te można wykorzystać w półprzewodnikach, wykorzystując wysokie temperatury i ultradrobne kanały. Nasza technologia może wykonać wzór za pomocą systemów konturowych. Protokół ten pomaga otworzyć drogę do badań, które mogą tworzyć wzorce w mikroskali przy niskich kosztach, bez procesu chemicznego.

Nie ma ryzyka rozdarć chemicznych, jednak podczas eksperymentu użytkownik musi używać sprzętu ochronnego, aby uniknąć poparzeń, ponieważ płyta grzewcza jest podgrzewana do wysokich temperatur.