Rask og Rimelig Prototyping av medisinsk utstyr Bruk av 3D Trykt Stanse for Liquid Injection Molding

Summary

Vi har utviklet en metode for lave kostnader og rapid prototyping av flytende elastomer gummi sprøytestøpte enheter ved hjelp av smeltet deponering modellering 3D-skrivere for mugg design og en modifisert eksikkator som et flytende injeksjonssystem.

Abstract

Biologisk inerte elastomerer som silikon er gunstige materialer for medisinsk enhet fabrikasjon, men forming og herding disse elastomerer ved hjelp av tradisjonelle flytende sprøytestøpeprosesser kan være en kostbar prosess på grunn av verktøy og utstyr koster. Som et resultat, har det tradisjonelt vært upraktisk å bruke flytende sprøytestøping for lave kostnader, rapid prototyping applikasjoner. Vi har utviklet en metode for rask og rimelig produksjon av flytende injeksjon elastomer støpt enheter som benytter smeltet deponering modellering 3D-skrivere for mugg design og en modifisert eksikkator som en injeksjon system. Lave kostnader og rask behandlingstid i denne teknikken senke barrieren for å iterativt design og prototyping komplekse elastomer enheter. Videre kan DAK-modeller som er utviklet i denne prosessen senere tilpasset for metall mold verktøy design, slik at en enkel overgang til et tradisjonelt sprøytestøping prosessen. Vi har brukt denne teknikken for å produsere intravagINAL sonder som involverer komplekse geometrier, samt overmolding over metall deler, ved hjelp av verktøy som vanligvis er tilgjengelige i en akademisk forskningslaboratorium. Imidlertid kan denne teknikken bli lett tilpasset for å skape væskesprøytestøpte enheter for mange andre anvendelser.

Introduction

Flytende sprøytestøping (LIM) (også kjent som reaksjon sprøytestøping) blir ofte brukt til å produsere elastomer enheter fra thermo elastomerer, men høy verktøy og utstyr koster krever en god del av opp-front investeringer ^en. Videre kan LIM være teknisk utfordrende og kostbart å gjennomføre i tilfeller med kompleks geometri og krav til overmolding. Som et resultat, er det typisk upraktisk å bruke tradisjonell LIM i ultra-lavt volum eller med tidlig stadium enheten design som ofte pådrar iterative revisjoner.

Den vanlige prosedyren for sprøytestøping elastomer materiale innebærer injisere væske monomerer et trykk på 150 psi inn i en form ved hjelp av spesialisert molding maskiner ^to. Temperaturer og trykk er kontrollert for å sikre laminær strømning og forhindre at luft blir innestengt i formen ^3.. Råvarer er typisk todelte herdesystemer, som for eksempel platina kur silikon, thatten er holdt i separate og frysekamrene før injeksjon. Begge komponentene i råstoffet blir pumpet inn i en høytrykks-blandekammer som deretter strømmer inn i formrommet. Herding oppnås ved nærvær av en katalysator, så vel som temperaturer rundt 150-200 ° C ^4. Muggsopp er typisk maskinert stål eller aluminium til presise toleranser for å skape en god tetning rundt avskjed kanter ^3,5. Dessverre er denne prosessen generelt mer egnet til større skala produksjon gitt høye muggverktøykostnader samt kravet for spesialiserte injeksjons-og reguleringssystemer.

For hurtig prototyping av polyuretan (PU) deler, er det mulig å bruke stereolitografi (SLA) for å skape en form master og produserer en silikongummiform ^6,7. Imidlertid er denne teknikk ikke egnet for overmolding siden det er vanskelig å oppnå nøyaktig justering av overmolded komponenter, som silikon er, vedutforming, ikke en stiv struktur. Videre er produksjonen av enheter med komplekse geometrier, slik som invaginations eller uthulet seksjoner, er vanskelig eller umulig. Kravet for komplekse eller presise formdelingslinjer og stive tynne elementer er oftere enn ikke, uforenlig med flytende gummi molding prosess.

De nevnte produksjon skala eller sent stadium prototyping prosesser er ofte upraktisk for tidlig medisinsk enhet utvikling der noen enheter må produseres for proof-of-concept og gjennomførbarhet i studier på mennesker, som ofte er tilfellet i akademisk laboratorium og start-up selskap miljøer. Mangelen på alternativer betyr ofte at selv tidlig stadium utvikling vil medføre høye kostnader, krever mange enheten utviklere å begrense enhetens funksjonalitet eller sette utvikling på vent mens ytterligere midler er hevet. Dette bidrar til en dramatisk demping av utviklingsprosessen siden en stor andel av medisinsk utstyr re koret implementering av komplekse funksjoner. Det er også vanskelig å fond den kost utviklingen av slike apparater, siden proof-of-concept data er ikke ennå ofte er fastslått. Vi opplevde dette veisperring i en fersk prosjekt innenfor dette laboratoriet, som involverte utviklingen av et silikonintravaginal probe med overmolded elektriske og optiske sensorer som krevde en cup-lignende tips for å tilpasse seg spesifiserte livmorhals geometrier. Prosessen er beskrevet i denne artikkelen dokumenterer våre forsøk på å omgå denne onde sirkelen og raskt komme proof-of-concept for LIM medisinsk utstyr.

Den teknikk som er vist i figur 1 dekonstruerer LIM prosessen i 5 større aktiviteter: (1) form design og produksjon, (2) form-sammenstillingen (3) elastomer blanding, (4) injeksjon elastomer, og (5) elastomer og herding demolding.

pg "width =" 600 "/>
.. Figur 1 Protokoll Oversikt Oversikt av protokollen, som innebærer: (1a) å skape en form ved hjelp av dataassistert design verktøy, (1b) 3D utskrift av mold stykker, (2) montering av mold brikker bruker gjengestenger og skruer, ( 3) å blande flytende elastomer og legge det i en sprøyte, (4) å injisere det flytende elastomer inn i formen ved hjelp av en modifisert eksikkator, (5a) herding av elastomeren i et temperaturregulert ovn, og (5b) demolding den herdede elastomer enhet fra mold stykker.

Mold design innebærer utvikling av en mold master i dataassistert konstruksjon (DAK) programvare, subtraksjon av mold mester fra en solid blokk og definisjon av mold delelinjer. Mold stykker lages og deretter satt sammen ved hjelp av skruer, stenger, og muttere med overmolded komponenter plassert i formhulrommet. Elastomer mixineng innebærer å kombinere delene A og B av råmateriale og avgassing for å fjerne eventuelle hulrom i materialet. Deretter involverer injeksjon elastomer trykkstyrt fylling av formrommet, fulgt av elastomer herding i et temperaturregulert ovn for å sikre kjemisk tverrbinding av polymerkjedene.

Bryte ned sprøytestøping prosessen inn i disse trinnene gjør oss i stand til å gi slipp på tradisjonelle LIM utstyr i favør av lavpris alternativer. For eksempel, i stedet for bearbeiding av en metallform eller støpe en silikongummi mugg fra en støpeform master, ble formene laget av protokollen som beskrives i dette manuskriptet laget av akrylonitril-butadien-styren (ABS) av plast ved hjelp av en smeltet avsetning modellering (FDM) 3D skriver ^8,9. Sammenlignet med å bygge metallformer eller SLA muggsopp, er FDM generelt et billigere og raskere prosess. Ganske komplekse formene kan skrives ut raskt på en in-house 3D-printer, eller billig produsert av en av de mange kontrakt 3D utskrift;g tjenester tilgjengelige. For eksempel ble et kompleks åtte-bit 3D trykt form anvendes til å avgi den viste intravaginal sonden i den representative resultater seksjon og vist i figurene 14 og 15. Alle deler for mugg kan skrives ut i ca 1,5 dager på en in-house 3D-printer. Behandlingstid for enklere muggsopp kan være noen timer. Den totale lengden av nødvendig tid til å prototype en enhet ved hjelp av FDM 3D-skrivere for å lage støpeformer er lik den tiden som kreves for å kaste en mold ut av silikon gummi og skape en polyuretan prototype. Men ved å bruke FDM 3D-skrivere for å lage støpeformer gjør det mulig for flere ting som ikke kan enkelt gjøres ved hjelp av en silikon mold: (1) mange herdeplast elastomerer kan brukes forutsatt at 3D-trykt mold kan tolerere de nødvendige herdetemperatur, (2) komplekse geometrier kan lages ved bruk av mange forskjellige formstykker og delelinjer, og (3) bruken av stive formstykker tillater presis og reproduserbarhetlig innretting av overstøpt komponenter i formrommet.

I stedet for å bruke en tradisjonell LIM maskin, som kombinerer blanding, injeksjon og herding, er det mulig å bruke en laboratorieblander for å sikre homogen blanding, en modifisert eksikkator for injeksjon, og en standard temperaturkontrollert ovn for herding. Innsprøytningssystemet ble opprettet ved hjelp av off-the-sokkel komponenter og innebærer i tillegg en positiv trykk forsyningslinje inn i eksikkator som kobles til en sprøyte fylt med blandet elastomer. Kammertrykksetting i benk topp desiccators er vanligvis kontrollert av en tre-veis ventil mellom kamrene, en vakuumtilførselsledningen og atmosfæren. Den modifiserte eksikkator tilfører en positiv trykktilførselsledning mater til baksiden av en sprøytestempelet. Dette muliggjør etablering av en 40-50 psi trykkforskjell som er tilstrekkelig for flytende materiale injiseres i formkammeret.

Denne teknikken tillot oss å produce silikon intravaginal prober med overmolded elektriske og optiske sensorer for å samle proof-of-concept data for en fase I klinisk studie. Silikon ble valgt på grunn av behovet for biologisk inerthet så vel som evne til å sterilisere med en rekke metoder ^10,11. Videre kreves anordningen en kompleks og ukonvensjonelle kopplignende geometri på spissen av sonden, hvor sensorene er plassert for å kommunisere med livmorhalsen. Uten anvendelse av den beskrevne teknikk, ville det ha vært en mye mer kostbare og omstendelige prosess for å produsere disse enhetene. Denne tilpasning av LIM prosessen reduserer kostnader og utstyrsbehov sammenlignet med den tradisjonelle LIM-prosessen, noe som gjør det hensiktsmessig å ta i bruk en hurtig og iterativ tilnærming til utformingen elastomere enheter.

Protocol

Denne protokollen beskriver bruk av terminologi og funksjoner i Works programvare som brukes for Mold design-og produksjonsfremgangsmåten, selv om andre programvarepakker kan også anvendes for å oppnå samme resultat.

En. Mold Design og Produksjon

1. Design en to-skala mold mester ved hjelp av dataassistert konstruksjon (DAK) programvare. Spesifikke prosedyrer i formhovedutforming vil variere avhengig av den spesifikke geometri av det ønskede elastomer enhet. Dette og etterfølgende trinn vil illustrere viktige skritt som fører til en bestemt form master og mold design som omtrent ligner på intravaginal probe enhet avbildet i det representative resultatene delen.
   1. Å definere sonden spissen, skape en 2D-skisse i Høyre Plane som angir de interne og eksterne grensene for en radial tverrsnitt av koppen-aktig geometri tilsvarende figur 2A. Bruk "Smart Dimension" skisse verktøyå definere skisse dimensjoner. Sørg for alle geometrier er hensiktsmessig begrenset ved å legge tilstrekkelige relasjoner mellom elementene i skissen. Når du er ferdig, avslutter skisse.

   
   Figur 2. 2D CAD Sketches. A) 2D skisse som kan være radialt dreid om Y-aksen for å produsere en kopp-lignende funksjon som ligner på den på intravaginal sondeanordningen. B) dråpeformede 2D skisse som kan ekstruderes ut av planet til en prisme lignende struktur som danner håndtaket av intravaginal sondeanordningen. C) Et eksempel skisse som skaper to regioner i den radielle tverrsnitt av den kopp-lignende egenskap region av formen. Dreide kutt selektivt i Region 1 eller region 2 rundt Y-aksen vil gi ulike mugg stykker.

   2. Bruk "Revolved Boss / Base" til å dreie 2D skisse 360 ​​° om Y-aksen for å produsere en 3D-funksjon som ligner en kopp. Individuelle konturer og / eller regioner i skissen kan velges individuelt til selektivt dreie ønskede områder av skissen med hver påkalling av "Revolved Boss / Base"-funksjonen.
   3. For å definere håndtaket til sonden, å lage en 2D-skisse i topplanet som angir de ytre grensene av et tverrsnitt av den dråpelignende geometri tilsvarende figur 2B. Når du er ferdig, avslutter skisse.
   4. Bruk "Ekstruderte Boss / Base"-funksjonen til å ekstrudere utvalgte konturer og / eller regioner i 2D skisse i Y-retningen. Profilene kan ekstrudert i både de positive og negative Y-retninger og kan også spesifiseres til start / slutt ved gitte fly, overflater, eller faste forskyvninger. Spesifiser ekstrudering til å begynne i bunnen av den kopplignende geometri og strekker seg bort fra åpningen av den kopplignende geometri.
2. I en egen CAD-fil, tegne en rektangulær prisme solid kropp som er stor nok til å støpe inn formen mester.
   1. Å definere rektangulært prisme, skape et rektangel i en 2D-skisse på Topp Plane. Sikre rektangelet er X-dimensjonen er større enn den bredeste formen hovedgeometri i X-retningen og rektangelet er Y-dimensjonen er større enn den bredeste formen hovedgeometri i Y-retningen. Når du er ferdig, avslutter skisse.
   2. Bruk "Ekstruderte Boss / Base"-funksjonen til å ekstrudere regionen omsluttet av rektangelet i 2D skisse i Y-retningen. Sikre ekstrudering lengde er lengre enn den lengste formhovedgeometri i Y-retningen.
3. Kombiner form master og den rektangulære prisme for å danne den form negativ.

oad/51745/51745fig3highres.jpg "width =" 500 "/>
Figur 3.. Opprette Mold i CAD. CAD-tegninger av mold master (til høyre) og mold negative (til venstre) for en intravaginal probe enheten er avbildet. Formen negative er opprettet ved å subtrahere formhoved geometri fra et rektangulært prisme og vil til slutt kan deles opp i to eller flere stykker og bli en funksjonell form.

3. 1. Importer mold mester i CAD-filen med rektangulært prisme. Juster formhoved slik at den er sentrert, og fullstendig innkapslet innenfor den rektangulære prisme.
   2. Bruk "kombinere"-funksjonen og velg "Trekk" operasjon typen til å lage mold hulrom (figur 3).
   3. Hvis du bruker med en lav oppløsning 3D-printer (de fleste FDM 3D-skrivere), oppmerksom på at de fleste små funksjoner som ikke kan skrives ut som de er under maskinens minimum funksjonen størrelse. Dermed spisse hjørner og kanter bør væreavrundet ved hjelp av enten "Fillet" eller "Chamfer" siden disse funksjonene er for fin til at skriveren kan løse.
      Merk: Hvis overmolding er ønsket, må deler av formhulrommet være utformet slik at den faststøpt komponent kan posisjoneres og begrenset i formhulrommet. Dette kan gjøres ved å definere deler av formen for å gi hjelpelinjer til det faststøpt komponent (figur 4).

Figur 4 Designing hjelpelinjer i Mold.. Exploded CAD tegning av mold base, fiberoptikk tube, og elektrode komponenter. Den fiberoptiske rør og elektrodene må være nøyaktig plassert og overstøpt for å frembringe et intravaginalt probe. Innrettingsskinnene er utformet i form base for å tillate disse deler åholder seg på plass, mens flytende elastomeren blir injisert inn i formhulrommet.

4. Definer delingslinjer, noe som vil skjære i formen i flere deler, og de ​​gjennomgående hullene for gjengete stenger og skruer for å holde formstykker sammen (figur 5 og 6). Spesifikk plassering av delelinjer og stangen gjennomgående hull er avhengig av den relative plassering av hverandre inne i formhulrommet geometri.

. Figur 5 Mold:. Exploded View Exploded CAD-tegning av det ferdige mold forsamling for intravaginal probe-enheten. Geometrien i formhulrommet, ikke bare angir de ytre geometri av den endelige intravaginalt sondeanordningen, men gir også forankrings-og posisjoneringspunktene for komponentene som skal faststøpt. Nærmere bestemt støpeformengrunngeometri og de øvre venstre og nedre høyre stykker justere fiberoptiske rør og støpeformen basen gir innfellinger for innretting av elektrodene på den siste enhet.

. Figur 6 Mold:. Montert Vis CAD-tegning av det ferdige mold forsamling for intravaginal probe-enheten. Flytende elastomer vil bli injisert inn i porten og fylle formrommet før den strømmer inn i overløpsbeholderen på toppen. Ventiler som går fra formhulrommet til overløpsbeholderen er nøye konstruert inn i innrettings stykker av støpeformen på toppen.

4. 1. Delelinjer er vanligvis valgt på en måte som genererer bilaterale eller radial symmetrier. De bør være definert for å unngå overhengende hverandre i retning støpeformen åpnes, slik at en fullstendig herdet elastomer device i hulrommet kan fjernes fra formen.
      1. Opprett en bilateral delelinjen ved å definere en rektangulær 2D skisse i riktig plan som strekker seg fra bunnen av den kopp-lignende geometrien til toppen av håndtaket til sonden. Rektangelet bredde bør overstige den ende-til-ende bredde av formen.
      2. Bruk "Extruded Cut"-funksjonen på skissen, og angi et kutt mot det negative X-retning for å gi en del. Spesifiser et kutt mot den positive X-retning, hvorved den andre del er dannet av bilateral delelinjen.
      3. Midlertidig "Undertrykk" the "Extruded Cut"-funksjon som nettopp ble opprettet. Funksjoner kan undertrykkes eller unsuppressed å skjule eller avsløre sine effekter til arbeids CAD geometri. Selektiv veksling av en kombinasjon av "Extruded Cut" eller "Revolved Cut"-funksjoner vil senere bli brukt til å isolere hver enkelt del av mold.
      4. Lag en radielt symmetric delelinjen for å isolere de formstykker i den kopplignende delen av formhulrommet ved å definere en 2D skisse i rette plan. Den ene siden av skissen bør følge Y-aksen, mens de øvrige kanter av skissen bør strekke seg forbi støpeformkantene i det radialt symmetriske del av formen. Denne skisse må også ha linjer eller kurver som skjærer gjennom de indre områder i den radielle tverrsnitt av den kopplignende geometri, som definerer to eller flere regioner i den radiale tverrsnitt som vist i figur 2C.
      5. Bruk en "Revolved Cut"-funksjonen på skissen, velge spesifikke områder som er definert av skissen for å fjerne deler av mugg som ikke er ønsket i den isolerte delen. Ikke valgte regioner av tegningen vil forbli, hvilket gav den ønskede del, etter at dreid kutt er fullført.
         Merk: Hvis overmolding er ønsket, bør delingslinjer også sørge for at faststøpt komponent kan plasseres lett inn i formen forhånds sprøytestøn og også fjernes fra formen etter herding.
   2. Definer gjennomgående hull for støpeformen enten ved hjelp av "Hole Wizard" funksjon, eller ved å definere sirkulære 2D skisser i normale til overflaten plan, og deretter påføring av "Ekstrudert Cut"-funksjonen til disse tegninger (Figurene 5 og 6). Lag gjennomgående hull ved hjelp av en standard klaring hullstørrelse, som tilsvarer standard gjenget stang eller skrue størrelse som brukes.
5. Definer en port i formen enten ved hjelp av "Hole Wizard" funksjon, eller ved å definere 2D skisser i plan normalt på overflaten, og deretter å anvende "Ekstrudert Cut"-funksjonen til disse tegninger (Figurene 5 og 6). Porten gir et inngangspunkt for elastomeren som skal injiseres i formrommet, og vil derfor vanligvis være plassert mot bunnen av formhulrommet.
6. Definere en eller flere ventiler i mold enten ved hjelp av "Hole Wizard" funksjon, eller ved å definere 2D skisser i normale til overflaten plan, og deretter påføring av "Ekstrudert Cut"-funksjonen til disse tegninger (Figurene 5 og 6). Vents tillate overflødig elastomer å renne fra mold hulrom når den er helt full til å hindre trykkoppbygging. Vanligvis er det beste stedet for ventilplasseringen er nær toppen av støpeformen i et område som fører til et tomt reservoar for å tillate overløp elastomer til bassenget.
7. Kontroller at veggtykkelsen overalt i formen er minst 1-1,5 cm hvis ABS-plast som blir brukt for støpeformer. Vegger skal være stiv nok til at de ikke vil vesentlig deformert eller kollapse når mugg stykker er under trykkspenninger fra skruer og gjengestenger.
   Merk: Overskytende veggtykkelse eller ikke-bærende vegger kan fjernes hvis det er ønskelig å øke hastigheten på 3D-utskrift av formstykker. I tillegg har tynnere vegger og addition av uthult seksjoner vil redusere den totale mengden av materiale som anvendes, og den tilhørende kostnader for det materialet. Vær oppmerksom på at enkelte FDM skrivere vil gjøre dette som standard, og kan vise seg å svekke vegger mer enn ønskelig.
8. For hver mold brikke som er ønsket, undertrykke eller unsuppress de respektive "Extruded Cut" eller "Revolved Cut" funksjoner for å isolere den individuelle delen av mold. Lagre hvert mold stykke som en. STL fil eller fil-type kompatibel med 3D-skriveren som brukes. Sikre mesh oppløsning ønsket er valgt.
9. Laste. STL-filer inn i 3D-printer. Skriv ut mold stykker og vente til jobben er fullført.
10. Fjern eventuell støtte materiale på mold stykker etter at de er ferdig med å skrive ut.
    Merk: 3D-skrivere varierer i deres utskriftsoppløsning med FDM-trykte deler generelt har dårligere oppløsning enn SLA-trykte deler. Overflateruhet kan bli redusert etter at en del har blitt 3D trykt enten ved sliping ellerav lys kjemisk oppløsning behandling som beskrevet i diskusjonskapittelet.

2. Mold Assembly

1. Bring formstykker sammen for å danne formhulrommet mens de gjennomgående hull justering. Slide gjengestenger eller skruer i de gjennomgående hull.
   1. Valgfritt: Ved overmolding plassere komponentene som skal overstøpt i formhulrommet, mens montering av formstykker (figur 7). Hvis det er bekymring for overmolded komponenter som beveger seg i hulrommet under injeksjon elastomer, kan en liten mengde av silikon RTV klebemiddel brukes til å midlertidig, og svakt feste komponenten på innsiden av støpehulrommet. Vent 15 min for silikon RTV limet herde.

Figur 7. Justering av Overmolded komponenter. A) </ Strong> delvis montert mugg som viser sammenstilling av to rustfrie stålrør, et lite trykt kretskort, og seks elektroder i formhulrommet. Posisjonering formstykker ved toppen av formen sammen med invaginations i formen basen fysisk begrense bevegelsen av alle komponenter under injeksjon elastomer. B) Zoom vis av bunnen av innrette komponentene i nærheten av støpeformbase.

2. Gi fast kompresjon på formen ved hjelp av mutrene i hver ende av de gjengede stenger. En annen mutter på hver ende vil sikre nøtter er låst på plass, og ikke for tidlig løsne. Hvis du bruker plast muggsopp sikre at nøtter er godt på plass, men ikke for stramme, for å forhindre mugg deformasjon.
3. Valgfritt: Tett hullene med silikon RTV og vente 15 min å kurere. Dette er bare nødvendig hvis nedre oppløsning former slik som de som produseres via FDM benyttes. Begrenset oppløsning og dårlige toleranser på de formdelingslinjer kan skape unwanted hull. Alternativt kan overflateutjevning, som forklart i diskusjonen-delen benyttes for å forbedre tilpasning av delingslinjer.
4. Valgfritt: Påfør mugg utslipp til mold hulrom for å gjøre demolding enklere. Men dette vil belegge den siste enheten med formslipp kjemikalier.
5. Lag en løper eller sprue å føre inn i formen gate.
   1. Sett inn en brodd-til-mann luer-lock adapter inn i porten av mold hulrom. Sikre en tett passform.
   2. Koble denne til slange med brodd-til-kvinne luer-lock-adaptere på hver ende. Den eksponerte hunn luer-lock-adapter på den distale ende av røret etter hvert tilpasse seg til en 50 ml sprøyte med hann Luer-lock spissen.

Tre. Injection Chamber

1. Injeksjonskammeret er en modifisert off-the-sokkel eksikkator og bør være opprettet før elastomer blanding, siden arbeidstiden av todelte elastomerer etter blanding, er begrenset. Figur 8 viser bruk avsprøytekammer i sprøyteprosessen.

Figur 8. Elastomer Injection Process. Animasjon som første skildrer modifikasjoner til en standard laboratorium eksikkator å skape injeksjonskammeret, og deretter viser manipulering av press for å injisere væske elastomer fra en sprøyte inn i en form. Vennligst klikk her for å se denne videoen.

Fig. 9 er et skjematisk som beskriver hvordan man skal modifisere eksikator for å lage den ferdige injeksjonskammeret.

Figur 9. Crspise injeksjonskammeret. Injection Chamber etter eksikkator endringene er gjennomført. Tilsvarende trinn i prosedyren er merket i figuren.

Se figur 10C og 10D for injeksjonskammeret benyttes for å fremstille den intravaginal probe.

1. 1. Bor to hull i toppdekselet på eksikkator lokket kammerveggen.
   2. I begge hull installere et vakuum vurdert gjennom veggen pipe fitting som krysser tørke lokket veggen og skaper en forsegling.
      Merk: Bruk PTFE tape eller noen annen type rørtetningsmiddel på komponenter med rør montering tilkoblinger for å sikre lufttette pakninger. Bruk slangeklemmer på noen piggete rør adaptere / beslag for å forsterke lufttetthet og hindre rør sklir.
   3. Sett i et vakuumtrykkmåler på utsiden av lokket for å overvåke kammertrykk. Dette oppnås ved å forbinde vakuummåleren til en av de gjennomgående vegg-pipe beslag med vakuum vurdert pIPE og slanger.
   4. Installere en luftdrevet sprøyte adapter på den indre siden av lokket på den andre gjennom-veggen rør montering. Dette oppnås ved å koble sprøyteadapteren til den gjennom-veggen pipe fitting med vakuum rangert rør og slanger.
   5. På den ytre siden av den samme gjennom veggen pipe fitting som har festet luftdrevet sprøyte adapter, koble til en vakuum karakter tee pipe fitting. På en gren av tee pipe fitting, koble en sammensatt vakuum / trykkmåler for overvåking inject linjetrykk. På den andre grenen, koble til en vakuum rangert treveis L-ventil.
   6. Koble den ene gren av den tre-veis-ventilen L til en lengde av rør som fører til et positivt lufttrykk kilde ved hjelp av rør og slanger. La den andre grenen av treveis-ventilen l ukoblet for øyeblikket.
   7. De fleste desiccators har en innebygd treveis T-ventil på kammerveggen. Legg slange forbinder en gren av denne ventil til entee rør montering. Den annen gren av ventilen vil være løs, og utsettes for atmosfæren i den hensikt å lufte kammeret trykk.
   8. Koble den ene gren av tee rør montering til en lengde av rør som er koblet til en vakuumkilde. Koble den andre grenen av tee rør montering til åpen treveis L-ventil gren fra trinn 3.1.5 ved hjelp av en lengde på slangen og vakuum rangert rør og slanger.

4. Elastomer Blanding

1. Bestem den omtrentlige volum av elastomer ønsket ved å undersøke volumet av formhoved CAD-fil. Øke volumet med 5% for å ta høyde for elastomer tap ved overføring fra en beholder i de kommende trinnene. Beregne mengden av del A og del B av elastomer nødvendig basert på produsentens foreslåtte blandingsforhold.
2. Plasser en engangs plastkopp på en veie skala og kalibrer den. I engangs plast Hell del A og del B av elastomerenc cup. Eventuelle fargestoffer eller tilsetningsstoffer bør også bli tilsatt ved dette trinnet.
3. Tett cup åpningen ved å trekke en plastpose over det og tetting med 3-4 gummistrikk.
4. Bland i 2 min med en sentrifugal-blander for å sikre homogen blanding. Hvis en Degas innstillingen er tilgjengelig, bland ytterligere 1-2 min på avgass innstillingen. Hvis en sentrifugal mikser ikke er tilgjengelig, kan håndblanding kan benyttes, men kan innføre mer luft inn i blandingen.
5. Klargjør elastomer injeksjonssprøyten ved hjelp av en hunn luer-lock hetten for å forsegle bunnen av en 50 ml sprøyte med hann Luer-lock spissen. Fest tetning med Parafilm og en gummistrikk.
6. Overfør elastomer fra plastkoppen inn i 50 ml luer-lock sprøyte. Hvis elastomer klamrer seg til veggene i plastkopp, bruker brede strøk å feie rest elastomer som klamrer seg til veggene i plastkopp. Unngå mange små slag for slik å redusere innføring av luft inn i blandingen.
7. Opelle: avgasse elastomer etter å ha overført inn i sprøyten i sentrifugal-blander. Dette kan bidra til å akselerere avgassingsprosessen som er beskrevet i trinn 3.8.
   1. Tett åpne baksiden av 50 ml luer-lock sprøyte med med Parafilm og en gummistrikk.
   2. Bland med avgass innstilling i 30 sekunder for å akselerere avgassingsprosessen.
      Merk: Sentrifugal miksere kan ikke ha en adapter egnet for å holde 50 ml sprøyter. Dette trinnet kan kreve utforming av en tilpasset adapter for sentrifugal blanderen, noe som kan gjøres på CAD og 3D-skrives.
   3. Når ferdig, fjernes Parafilm og gummibånd på baksiden av sprøyten.
8. Plasser sprøyten med baksiden åpen i en eksikator og avgass i ca 30 minutter eller inntil bobler i elastomeren er eliminert. Vær nøye med å vurdere arbeidstiden av elastomer som brukes; lavere viskositet elastomerer vil også avgassing raskere. Så fjern sprøyten fra eksikkator. </ Li>
9. Plasser sprøyten stempelet i baksiden av sprøyte under fjerning av innestengt luft.

Figur 10. Elastomer Miksing og injeksjon. A) Etter at den flytende elastomer er blandet og avgasset, blir en sprøytestempelet inn i sprøyten. Luft mellom stemplet og elastomeren blir fjernet ved hjelp av en sprøytenål ​​som stempelet føres inn. B) Sprøyten med elastomer er festet til støpeformen ved porten via luer-lock-koblinger. C) Sprøytekammeret er en modifisert eksikator som kan generere minst 40-50 psi av trykket over sprøytestemplet ved hjelp av et vakuum og positivt lufttrykk tilførsel. D) Mold etter injeksjon av elastomer ved hjelp av sprøytekammeret.

9. (figur 10A).
   1. Advance sprøytespissen og sprøytestempelet som er nødvendig til det ikke er synlige luftsøylen mellom sprøytestempelet og elastomer. Det er akseptabelt dersom små mengder av elastomer sniker seg forbi den tettende kant av stempelet.
   2. Fjern sprøytespissen.

5. Elastomer Injection

1. Fjern den kvinnelige luer-lock hetten på sprøyten inneholder elastomer klar for injeksjon og koble den mannlige luer-lock sprøyte spissen til utsatte kvinnelige luer-lock adapter i den sammensatte formen (Figur 10B).
2. Fest luftdrevet sprøyte adapter på baksiden av 50 ml sprøyte med mannlige luer-lock tips.
3. Plasser både formen og den vedlagte sprøyten inn i injeksjonskammeret. På dette punktet bør injeksjonskammeret ligne på figur 11..

Figur 11 Elastomer Injeksjon:.. Begynnelsen Injeksjon kammeret avbildet ved starten av den flytende gummi elastomer injeksjonsprosessen. Begge sider av sprøytestemplet er utsatt for omgivelsestrykket.

4. Plasser dekslet på sprøytekammeret, slik at en lufttett tetning er dannet.
5. Trekk hele systemet i injeksjonskammeret til et vakuum.

Figur 12. ElastomerInjeksjon:. Middle Lukking av tre-veis ventil nær bunnen av installasjons tetninger injeksjonskammeret og tillater begge sider av sprøytestemplet til å bli trukket til et undertrykk.

5. 1. Vri begge treveisventiler på injeksjonskammeret, slik at vakuumkilden er kontinuerlig med den eksikkator kammeret og søyle av luft bak sprøytestemplet.
   2. Trekke et vakuum langsomt til ca -14,5 psi oppnås (Figur 12). La vakuum på å opprettholde dette presset. Fjerning av luft vil hindre bobler fra akkumuleres i formhulrommet, og bidra til å redusere hulrom inne i elastomer-enheten.
6. Push positivt trykk på baksiden av sprøytestempelet.

. Figur 13 Elastomer Injection:Slutten. Slå av to-veis ventil på toppen av oppsettet tillater anvendelse av positivt lufttrykk bak sprøytestempelet, genererer minst 40-50 psi.

6. 1. Drei treveis L-ventil for å bryte kontinuiteten mellom vakuumkilden mens etablere en forbindelse mellom den positive trykklufttilførselen, og baksiden av sprøytestemplet.
   2. Etter hvert rampe opp positivt trykk fra luftmate inntil minst 25 til 35 psi oppnås (figur 13). Høyere trykk er mulig, avhengig av styrken av slangekoblinger som benyttes i sprøytekammeret apparat.
   3. Vent til sprøytestemplet har nådd bunnen av sprøyten, eller til elastomer strømmer ut av formåpningene. Dette indikerer injeksjon er fullført.
7. Returinjeksjonskammeret tilbake til atmosfærisk trykk.
   1. Slå av både vakuum og positivt lufttrykk forsyninger.
   2. Slår gradvistre-veis L-ventil som er koblet til luftdrevet sprøyte adapter tilbake slik at det er lukket for lufttilførsel og åpner til vakuumkilden. Dette skal ventilere alle positivt trykk.
   3. Drei treveis T-ventil for å ventilere resttrykk i kammeret til atmosfæretrykk.
8. Fjerne mugg og forberede elastomer herding.
   1. Åpne kammeret og fjerne mugg.
   2. Løsne luftdrevet sprøyte adapter fra baksiden av sprøyten.
   3. Løsne sprøyten, så vel som røret med to barb-til-hunn luer-lock-adaptere.
   4. Plasser en hunn luer-lock hetten på den eksponerte hannenden av haken til hann Luer-låseenheten som er festet til formporten for å hindre at elastomer fra å strømme ut av støpehulrommet.

6. Elastomer Herding & Demolding

1. Sett formen i et temperaturkontrollert ovn og kurere elastomer. Rådfør elastomer produsentens spesifikasjoner for å determine herdetiden og temperaturen. Den silikonblanding for intravaginal probe blir demonstrert blir herdet ved 70 ° C i 5 timer.
2. Når elastomer er kurert, fjerne mugg fra ovnen.
3. Demold den ferdig herdet elastomer enhet.
   1. Fjern nøtter og gjengestenger eller skruer fra formen.
   2. Valgfritt: Dersom silikon RTV klebemiddel ble benyttet for å forsegle gapene ved skillekanter, bruker en skalpell til å forsiktig kuttet i silikon RTV klebemiddel slik at skillen kanter kan separeres.
   3. Bruk en skalpell til å kutte bort og skille enheten fra ekstra elastomer materiale ved porten eller ventilene. Bruk en skalpell til å kutte bort noen flash som kan ha dannet på formdelings kanter.
4. Rens formene med kluter og ikke-destruktive oppløsningsmidler slik som isopropanol.

Representative Results

Formen og intravaginal probe i figur 14 og 15 viser representative resultater av fremgangsmåten presentert i denne artikkelen.

Figur 14. Ferdig montert Mold. Ferdig montert mold for intravaginal probe enhet.

Endelig intravaginal probe enhet. A) Figur 15. Intravaginal Probe Device. Forfra cup-lignende spissen av enheten. B) Sidevisning av den samme enheten. Den kopplignende strukturen består av seks overmolded titanelektroder, samt et rustfritt stålrør som fungerer som en FEMale beholder for en fiberoptisk probe.

Spesifikk bruk av denne enheten er beskrevet i Etemadi et al ^12,13. Formen brukes til å lage den intravaginal sonden ble fabrikkert fra ABS430 materialet ved hjelp av en Dimension uPrint Plus 3D-printer. En støpeform for den intravaginal probe kreves ca en reel av ABS430 materialet priset til $ 140 per hjul. Det tok ca 1,5 dager å skrive ut alle åtte stykker av mold.

En medisinsk kvalitet todelte platina kur silikon beregnet for LIM applikasjoner (PN40029) ble anvendt i denne søknaden. Overmolded i bulk silikon er tilpasset rustfritt stål rør, en modifisert USB-kabel, flere ledninger, og titan elektroder, som ble holdt på plass i løpet av silikon injeksjon via nøye utformet justering og posisjonering geometrier i formen. Ett av rørene er eksponert på undersiden av den kopplignende struktur på intravaginale probe og har et glassvindu på enden av røret for å opptresom en kvinnelig beholder for en fiberoptisk bunt som brukes for optiske målinger. Dette er den eneste eksterne funksjon som ble lagt på etter at silikon ble kurert og demolded bruker dokumentert prosess.

Spesifikke resultater kan variere avhengig av den ønskede geometri og hvorvidt overmolding er nødvendig. Den intravaginal probe viser at etableringen av komplekse geometrier som en tynn cup-aktig struktur er mulig med FDM 3D-skrivere, men enklere geometrier ville trolig kreve færre mugg stykker, mindre mold materiale, og ville være raskere til 3D print. Bruk av høyere oppløsning 3D-utskrift teknologi som SLA kan være i stand til å gi høyere oppløsning, finere geometrier, og overlegen overflatebehandlinger som kan eliminere behovet for å manuelt ferdig muggsopp. Ved hjelp av den teknikk som er beskrevet, kan overmolding av mange forskjellige komponenter oppnås så lenge som form utforming er implementert nøye.

Discussion

Av alle trinnene som er beskrevet, er nøye med mold design det mest avgjørende for å lykkes. Formen Hoved skal opprettes som et fast legeme med utvendige geometri som er lik den endelige enhet. Disse geometrier bør justeres for å ta høyde for vesentlig svinn på grunn av den valgte elastomer samt 3D-printer oppløsning og toleranser. Plassering av mold delelinjer og gjennomgående hull for gjengestenger og skruer er avhengige av hverandre. Legge delingslinjer øker antallet lineære og rotasjonsfrihetsgrader for formsammenstillingen. Gjennom-hull og gjengede stenger og muttere virke til å begrense de samme frihetsgrader. Formen må være utformet slik at den begrenser alle lineære og rotasjonsfrihetsgrader når den er fullt montert, samtidig som den muliggjør fjerning av en fullstendig herdet elastomer enhet når de tvangspålagte gjengede stenger og muttere er fjernet. Hvis kurert elastomer er rimelig elastisk deformerbar, kan delelinjer defineres slik tlue funksjoner overheng en annen litt siden ferdig herdet enheten kan skyves eller trekkes ut av mold stykker. Hvis overmolded komponenter er ønskelig, må mold design også levere posisjonerings funksjoner for å begrense bevegelsen av overmolded komponenter i en ferdig montert mold. Formdelingslinjene må være nøye valgt for å minimere antall formstykker som er nødvendig for å produsere den ønskede elastomer enhet. Minimering av antall formstykker og delingslinjer reduserer faren for flash-dannelse og reduserer antall gjennomgående hull som er nødvendig for å komprimere formstykkene under form-sammenstillingen. Fra vår erfaring, varer en ABS mold rundt 20 bruksområder før ABS plast slites ut, sprekker, eller crazes grunn compressional påkjenninger og varmesykluser.

Når mugg stykker har vært trykt med FDM 3D-skrivere, kan bli gjort flere modifikasjoner til mold stykker. I noen tilfeller kan muggsopp brikker laget fra FDM 3D-skrivere har IKKE NOKnt oppløsningen for å få en perfekt strakt flater på delingslinjer, noe som resulterer i et lite gap som kan føre til dannelse flash samt lekkasje av flytende elastomer. Hvis dette skjer, kan bruk av et tynt lag av RTV-silikon ved at delefugen i en montert form hindre lekkasje av flytende elastomer gjennom formdelingslinjer. Alternativt kan overflateutjevning oppnås enten ved å tilsette ekstra materiale til formstykker (oversizing dem) og sliping til endelige dimensjoner, eller ved behandling av ABS med aceton, som gradvis oppløses i plastmaterialet. Disse metodene kan være nøye brukes til å finjustere mold geometrier ved skille kantene for å redusere flash formasjon. Imidlertid må man være forsiktig når oppløsing av flatene, siden dette vil kjemisk redusere styrken av plast, noe som gjør det enklere for sprekker og krakelering. Dette kan redusere levetiden til mugg og også påvirke konsistensen av overflate geometrier mellom muggsopp. Videre er det vanskelig å få tak i uniformity av mugg oppløsning, noe som kan føre til små variasjoner i formgeometri. Dette kan bli et problem hvis flere sett av muggsopp er brukt til å dikte enheter. For å omgå dette problemet, kan høyere oppløsning 3D utskrift teknikker brukes for mold produksjon. En annen fordel med å benytte en høyere oppløsning mugg eller aceton-behandlede formen er den ekstra lette separering av elastomer enhet fra ABS molder under demolding. Alternativt kan formslippmidler kan brukes for å belegge formrommet for å bistå demolding. Imidlertid, for den intravaginal sonden vist i denne fremgangsmåten, formslipp ble spesielt unngås på grunn av den potensielle risiko for å innføre formslipp kjemikalier inn i vaginal miljø. Det bør også tas for å sikre at den valgte formmaterialet ikke hemmer herdingen av elastomer.

En utfordring overmolding komponenter i silikon-elastomer, som den som ble brukt for intravaginal probe, er at man følger silikon og metall ernotorisk vanskelig. En forutsetning for intravaginal proben var å tillate små hull i materialet grensesnitt for å oppstå hvis silikon er elastisk deformert. Dette har sammenheng med ønsket om å la kopplignende struktur på intravaginal probe for å bøye og strekke seg som en hylse rundt i livmorhalsen mens det sikrer vanntetthet mellom både metall-og silikon-deler av enheten. Vanntetthet var nødvendig på grunn av menneskelige eksperimentet retningslinjer for rengjøring og sterilisering av enheten i hydrogen peroxide plasma. Dette kravet er oppfylt når demolding enhetene ved forsiktig påføring av et medisinsk silikonklebemiddel til metall primer til forbindelsesstedet mellom silikonanordningslegemet og metallkomponentene og deretter å anvende romtemperatur herding (RTV) silikon til metall-elastomer veikryss. En annen metode benyttes for å bedre vedheft mellom metall og silikon var å designe alle innvevde metallkomponenter med sirkulære finnene. Ved injeksjon, rommet mellom flensene er filled med flytende silikon, som deretter størkner i løpet av herdingen. Dette designtrekk kan spenninger å bli overført fra det silikon kroppen til metallkomponentene og samtidig redusere tendensen til dannelse gap mellom metall og silikon.

Mens det er mange fordeler forbundet med bruk av ABS-baserte FDM 3D-skrivere-nemlig høye utskriftshastigheter, lav pris, og overflod av kontrakt utskriftstjenester som bruker teknologi-disse fordelene må veies nøye opp med hensyn til de avveiningene blir laget. ABS-baserte 3D-skrivere muliggjør en hurtig prototyping og iterativ utvikling tilnærming mens ABS i seg selv er egnet for støping av mange elastomerer, fordi det generelt er kjemisk inert ^14,15. Imidlertid har ABS plast en varmedefleksjonstemperatur på ca 90 til 100 ° C, noe som begrenser den maksimale arbeidstemperatur på ca 70 ° C ^16. Dette betyr at høyere herdetemperaturer ikke kan oppnås ved bruk av ABS-formene. Asa-resultat ble herdetiden av elastomeren som brukes for intravaginal sonden økes fra 3 min ved 175 ° C i 5 timer ved 70 ° C. Ved høyere herdetemperaturer er ønskelig, kan man vurdere å benytte andre FDM materialer som polykarbonat. Bruk av SLA-basert 3D-utskrift gjør den fineste formen mulig oppløsning og gir et bredt utvalg av harpiks materialer. Imidlertid fortsettes fremme i FDM-teknologi lukking oppløsningen gapet mellom de to teknikker. Mens FDM baserte formene brukes for å skape den intravaginal probe hadde et lag oppløsning på 254 mikrometer, kan nyere FDM maskiner oppnå 100 mikrometer resolusjoner og under. SLA-basert 3D-utskrift er generelt dyrere og mer tidkrevende enn FDM-basert 3D-utskrift, og mye færre anlegg har in-house SLA utstyr. Disse faktorene gjør FDM 3D-skrivere mer egnet for lave kostnader hurtig iterativ utvikling. Faktisk er SLA ofte brukt for prototyping og lav-volum går av polyuretan enheter vedskrive ut en mold master og kaster et silikon mold rundt mold mester til å skape formen for polyuretan injeksjon. Fordelen ved bruk av silikon som en formmateriale er at det er en varmherdende polymer og ikke vil smelte ved høyere herdetemperaturer. Det er imidlertid vanskelig eller umulig å partisjonere silikonformen i mange biter til å generere komplekse støpeformer slik som det intravaginal sondeanordningen; Videre kan justeringer for overmolding være like utfordrende. Resultatet er at silikon-formene fremstilt med denne fremgangsmåten er vanligvis to-delte støpeformer og krever tradisjonelt LIM utstyr for injeksjon av polymer inn i formhulrommet. Således, mens denne metode er ikke så dyrt som tradisjonelt LIM injeksjon, er den totale kostnaden for proto ved hjelp av denne metode fremdeles ganske kostbare, og er mer tidskrevende enn den beskrevne protokoll for bruk av FDM 3D-skrivere og en modifisert eksikkator for injeksjon elastomer. Andre fordeler med de foreslåtte metoder inkluderer muligheten til å directly trykkformstykker uten først å lage en fysisk form master, i tillegg til det faktum at denne teknikk ikke krever investeringer i kostbart SLA eller LIM utstyr.

Den foreslåtte metoden muliggjør rask prototyping av elastomer enheter med komplekse geometrier og krav, som er et kjennetegn på felt som for eksempel medisinsk utstyr. Mangelen på standard eller dokumenterte metoder for å raskt veksle elastomer enheter har bidratt til å bremse og kostbar utvikling av medisinsk utstyr. Den iboende fleksibilitet i prosessen som beskrives i dette manuskriptet tillater nesten hvilken som helst geometri som skal bygges, og overmolding krav som skal oppfylles. Den kan brukes for å raskt og billig iterere enhets prototyper tidlig på det medisinske utstyret utviklingsprosessen. Dette er spesielt nyttig i ressurs-begrensede miljøer som akademiske laboratorier eller oppstarts miljøer der 3D-skrivere er stadig mer utbredt, men LIM utstyr er sjeldne. I tillegg, CAD-modeller som produseres i dette process er overførbar til fremtidige produksjonsprosesser og kan brukes til å legge til rette for produksjon av tradisjonelle metallformer som brukes for LIM. Mens denne teknikken ble demonstrert for utvikling medisinsk enhet med intravaginal probe-enheten, kan protokollen enkelt tilpasses for hvor lav pris, lav-volum, og rask iterativ utvikling av elastomer-baserte enheter er ønskede programmer andre felt og.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
ABS Model Material	Stratasys	P430	Model Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design & Production)
Soluble Support Material	Stratasys	SR-30	Support Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design & Production)
Underwater Silicone Sealant, 2.8 Oz Tube, Clear	McMaster-Carr Supply Company	7327A21	Silicone RTV for sealing gaps at mold parting lines (Step: Mold Assembly)
Tubing, 1/8" ID, 1/4" OD, 1/16" Wall Thickness, Ultra-chemical-resistant Tygon PVC, Clear	McMaster-Carr Supply Company	5046K11	Forms runner/sprue adapter between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)
Coupling, Adapter, Straight, Male Quick-turn (Luer lock) X 1/8" Tube Barb, Nylon	McMaster-Carr Supply Company	51525K123	Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)
Coupling, Adapter, Staight, Female Quick-turn (Luer lock) X 1/8" Tube Barb, Nylon	McMaster-Carr Supply Company	51525K213	Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)
Cap, Female Quick-turn (Luer lock), Nylon	McMaster-Carr Supply Company	51525K315	Cap to prevent silicone from leaking out of mold after injection (Step: Elastomer Mixing)
Liquid Silicone Rubber (LSR) 30 - 10:1, Implant Grade	Applied Silicone Corporation	PN40029	Substitute with the elastomer of your choice.  This is the one used for the intravaginal probe (Step: Elastomer Mixing)
Syringes (BD), 1 ml Slip-Tip, non-sterile clean, bulk	Cole-Parmer	WU-07945-00	Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)
Syringes (BD), 1 ml Slip-Tip, non-sterile clean, bulk	Cole-Parmer	WU-07945-04	Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)
Syringe, 20 ml, Open Bore, Solid Ring Plunger and Grip	Qosina Corporation	C1200	Syringes for transfering elastomer material.  Open bore is used for very viscous elastomers. (Step: Elastomer Mixing)
Needle (BD), Non-sterile Clean with Shields, 18 G x 1.5" Lg., Stainless Steel, BD Bulk	Cole-Parmer	WU-07945-76	Used for removing air column between syringe plunger and elastomer (Step: Elastomer Mixing)
Plastic Cups, 12 Oz., Clear	Safeway	N/A	Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)
Polyethylene Bag, Open-Top, Flat, 5" Width x 6" Height, 2-MIL Thk.	McMaster-Carr Supply Company	1928T68	Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)
Rubber Band, Latex Free, Orange, Size 64, 3-1/2" L x 1/4" W	McMaster-Carr Supply Company	12205T96	Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)
Parafilm Wrap, 4" W	Cole-Parmer	EW-06720-40	Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)
Syringe Barrels with Stoppers, Luer Lock, Air Operated,  50 ml	EWD Solutions	JEN-JG50A-15	Smaller syringes can be used if less elastomer is required, but make sure it is compatible with Air Operated Syringe Adapter in injection chamber (Step: Elastomer Mixing)
Sealant Tape, Pipe Thread, 50' Lg x 1/4" W, 0.0028" Thk, 0.5 G/CC Specific Gravity	McMaster-Carr Supply Company	4591K11	Teflon Tape for air-tight seals around at threads (Step: Elastomer Injection)
Scalpel Blades, Disposable, No. 22	VWR	21909-646	Used for cutting tubing and demolding (Step: Curing & Demolding)
Kimwipes	VWR	21903-005	(Step: Curing & Demolding)
2-Propanol, J. T. Baker	VWR	JT9334-3	(Step: Curing & Demolding)
uPrint Plus SE 3D Printer	Stratasys	uPrint Plus SE	Other 3D printers can be used (Step: Mold Design & Production)
Screw, Cap, Hex Head,  1/4"-28 , 2-1/2" Lg, 18-8 Stainless Steel	McMaster-Carr Supply Company	92198A115	Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)
Nut, Hex, 1/4"-28, 7/16" Wd, 7/32" Height, 18-8 Stainless Steel	McMaster-Carr Supply Company	91845A105	Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)
Stud, Fully Threaded, 1/4"-28, 1" Lg, 18-8 Stainless Steel	McMaster-Carr Supply Company	95412A567	Threaded-rods can be cut to desired length and are used with nutes to compress mold (Step: Mold Assembly)
Planetary Centrifugal Mixer	THINKY USA Inc.	ARE-310	Mixers are strongly recommended for fine mixing and to reduce degassing time, but hand mixing is fine (Step: Elastomer Mixing)
Laboratory Weigh Scale	Mettler-Toledo International Inc.	EL602	(Step: Elastomer Mixing)
Desiccant Vacuum Canister, Reusable,  10-3/4" OD	McMaster-Carr Supply Company	2204K7	This desiccator is used for degassing the elastomer (Step: Elastomer Mixing)
Custom 3D-Printed Mixer-to-Cup Adapter	N/A	N/A	Modeled in Solidworks CAD and 3D printed (Step: Elastomer Mixing)
Tubing, Smooth Bore, 1/4" ID, 1/2" OD, 1/8" Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear	McMaster-Carr Supply Company	5624K51	Tubing outside of Desiccator (Step: Elastomer Injection)
Tubing, Smooth Bore, 3/8" ID, 5/8" OD, 1/8" Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear	McMaster-Carr Supply Company	5624K52	Tubing to adapt to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Reducer, Straight, Vacuum Barb 3/8" Tube ID X Vacuum Barb 1/4" Tube ID, Brass	McMaster-Carr Supply Company	44555K188	Adapt Tubing outside Desiccator to Tubing leading to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)
Clamp, Hose & Tube, Worm-Drive, for 7/32" to 5/8" OD tube, 5/16" Wd., 316 SS	McMaster-Carr Supply Company	5011T141	Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)
Clamp, Hose, Smooth-Band Worm-Drive, for 1/2" to 3/4" OD tube, 3/8" Wd., 304 SS	McMaster-Carr Supply Company	5574K13	Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Tee, Vacuum Barb 1/4" Tube ID, Brass	McMaster-Carr Supply Company	44555K138	Tee Junction between Vacuum, Three-way T-valve on Desiccator, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Tee, 1/4 NPT Female X Female X Male, Brass	McMaster-Carr Supply Company	50785K222	Tee Junction between Pressure Gauge, Chamber, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)
Valve, Ball, Straight, T-Handle, 1/4 NPT Female X Male, Brass	McMaster-Carr Supply Company	4082T42	Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4" ID Tube X 1/4 NPT Male, Brass	McMaster-Carr Supply Company	44555K132	Adapter for Three-way L-valve-to-Tubing (Step: Elastomer Injection)
Saw, Hole, Bimetal. 1-3/8" OD, 1-1/2" Cutting Depth	McMaster-Carr Supply Company	4066A25	Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)
Arbor, 9/16" to 1-3/16" Saw, 1/4" Hex	McMaster-Carr Supply Company	4066A76	Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)
Arbor Adapter for 1-1/4" Thru 6" Dia Hole Saws	McMaster-Carr Supply Company	4066A77	Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Straight, Through-Wall, 1/2 NPT Female, Polypropylene	McMaster-Carr Supply Company	36895K141	Throughwall fittings leading to Pressure/Vacuum Gauges (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Adapter, Straight, Reducing,  Bushing, Hex, 1/2 NPT Male X 1/4 NPT Female, Brass	McMaster-Carr Supply Company	4429K422	Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Adapter, Straight, Reducing, Bushing, Hex, 1/4 NPT Male X 1/8 NPT Female, Brass	McMaster-Carr Supply Company	4757T91	Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)
Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4" ID Tube X 1/8 NPT Female, Brass	McMaster-Carr Supply Company	44555K124	Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)
Syringe Adapters, Air Operated, 30/50 ml	EWD Solutions	JEN-JG30A-X6	Air operated syringe adapter on the inside of the Desiccator; must be compatible with syringes used to hold elastomer (Step: Elastomer Injection)
Gauge, Dual-Scale Vacuum, 2-1/2" Dial, 1/4 NPT Male, Bottom Connector, 30" Hg-0, Steel Case	McMaster-Carr Supply Company	4002K11	Vacuum Gauge (Step: Elastomer Injection)
Gauge, Dual-Scale Vacuum and Compound, 3-1/2" Dial, 1/4 NPT Male, Center Back, 30" Hg-0, 100 PSI, Steel Case	McMaster-Carr Supply Company	4004K616	Pressure Gauge leading to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)
Oven, Vacuum, Isotemp, Economy	Fisher Scientific	280A	Standard non-vacuum oven can be used (Step: Curing & Demolding)
Solidworks CAD	Dassault Systèmes	Solidworks Research Subscription	Other CAD Software can be used for mold master and mold design (Step: Mold Design & Production)