Hurtig og Lavprisselskaber Prototyping af Medical Devices Brug 3D Trykt støbeforme til flydende Injection Molding

Summary

Vi har udviklet en metode til billige og hurtige prototyper af flydende elastomer gummi sprøjtestøbte enheder ved hjælp af smeltet deposition modellering 3D-printere til skimmel design og en modificeret ekssikkator som en flydende indsprøjtningssystem.

Abstract

Biologisk inaktive elastomerer såsom silikone er gunstige materialer til medicinsk udstyr fabrikation, men formning og hærdning disse elastomerer ved hjælp af traditionelle flydende sprøjtestøbning processer kan være en dyr proces på grund af værktøj og udstyr omkostninger. Som et resultat, har det traditionelt været upraktisk at bruge flydende sprøjtestøbning for billige, rapid prototyping applikationer. Vi har udviklet en metode til hurtig og billig produktion af flydende elastomer sprøjtestøbte enheder, der udnytter Fused deposition modellering 3D-printere til skimmel design og en modificeret ekssikkator som en injektion system. Lave omkostninger og hurtig ekspeditionstid i denne teknik sænke barrieren iterativt designe og prototyper komplekse elastomer enheder. Desuden kan CAD modeller udviklet i denne proces senere tilpasset til metal formstøbt konstruktion, der muliggør en let overgang til en traditionel sprøjtestøbning. Vi har anvendt denne teknik til fremstilling intravagoner, sonder, der involverer komplekse geometrier, samt overmolding over metal dele, ved hjælp af værktøjer almindeligt tilgængelige inden for en akademisk forskningslaboratorium. Dog kan denne teknik let kan tilpasses til at skabe flydende sprøjtestøbte enheder til mange andre anvendelser.

Introduction

Flydende sprøjtestøbning (LIM) (også kendt som reaktion sprøjtestøbning) ofte anvendes til fremstilling af elastomere enheder fra termohærdende elastomerer, men høj værktøj og udgifter til udstyr kræver en stor investering up-front kapital ^1. Desuden kan LIM være teknisk udfordrende og dyrt at gennemføre i tilfælde med komplekse geometri og krav til overmolding. Som et resultat, er det typisk upraktisk at bruge de traditionelle LIM i ultra-små mængder eller med tidlige fase apparatkonstruktioner der ofte pådrager iterative revisioner.

Den typiske procedure for sprøjtestøbning elastomermaterialer indebærer indsprøjtning af flydende monomerer ved tryk omkring 150 psi i en form ved hjælp af specialiseret støbning maskiner ^2. Temperaturer og tryk kontrolleres for at sikre laminar strømning og forhindre, at luft fanget i formen ^3. Råmaterialer er typisk todelte sikre systemer, såsom platin kur silikone, that holdes i adskilte og temperatur kontrollerede kamre før injektion. Begge dele af råmateriale pumpes ind i en højtryks-blandekammer, der efterfølgende indføres i formhulrummet. Hærdning opnås ved tilstedeværelsen af en katalysator samt temperaturer omkring 150-200 ° C ^4. Forme er typisk fremstillet af stål eller aluminium til præcise tolerancer for at skabe en god tætning omkring afskeden kanter ^3,5. Desværre er denne proces er generelt mere velegnet til større skala produktion givet høj formstøbning omkostninger samt kravet om specialiserede injektion og feedback kontrolsystemer.

Til hurtig fremstilling af prototyper af polyurethan (PU) dele, er det muligt at anvende stereolitografi (SLA) for at skabe en form master og producere en silikonegummi støber ^6,7. Denne teknik er ikke egnet til overstøbning da det er vanskeligt at opnå præcis tilpasning af Overmolded komponenter, da silikonen er veddesigne, ikke en stiv struktur. Desuden produktion af enheder med komplekse geometrier, såsom invaginationer eller udhulet sektioner, er vanskeligt eller umuligt. Kravet om komplekse eller præcise skimmel skillelinjer og stive tynde elementer er oftere end ikke, er uforenelig med den flydende gummi støbeproces.

De førnævnte produktions-skala eller sene prototyping processer er ofte upraktisk for den tidlige fase medicinsk udstyr udvikling, hvor nogle enheder skal der skal udarbejdes til proof-of-concept og gennemførlighed i humane undersøgelser, som det ofte er tilfældet i akademiske laboratorium og start-up virksomhed miljøer. Manglen på alternativer ofte betyder, at selv den tidlige fase udvikling ville pådrage sig store omkostninger, der kræver mange enheder udviklere til at begrænse enhedens funktionalitet eller sætte udviklingen på hold, mens yderligere midler er rejst. Dette bidrager til en dramatisk opbremsning af udviklingsprocessen, da en stor del af medicinsk udstyr re anskaffe implementering af komplekse funktioner. Det er også vanskeligt at finansiere den dyre udvikling af sådanne anordninger siden proof-of-concept data ofte endnu ikke etableret. Vi stødte på denne vejspærring i en nylig projekt inden for dette laboratorium, der er involveret i udviklingen af ​​en silicone intravaginal sonde med overstøbt elektriske og optiske sensorer, der krævede en kop-lignende spids at opfylde specificerede livmoderhalskræft geometrier. Det beskrives i denne artikel proces dokumenterer vores forsøg på at omgå denne onde cirkel og hurtigt nå proof-of-concept for LIM medicinsk udstyr.

Teknikken er vist i figur 1 dekonstruerer LIM processen i 5 hovedaktiviteter: (1) støber design og-produktion, (2) skimmel montage (3) elastomer blanding, (4) elastomer injektion, og (5) elastomer kurere & afformningstider.

pg "width =" 600 "/>
.. Figur 1 Protokol Overblik Overblik af protokollen, hvilket indebærer: (1a) at skabe en form ved hjælp af computer-aided design værktøjer, (1b) 3D-print støbeformdelene, (2) at samle støbeformdelene ved hjælp af gevindstænger og skruer, ( 3) at blande flydende elastomer og lægger det i en sprøjte (4) indsprøjtning af væsken elastomer i formen ved hjælp af en modificeret ekssikkator, (5a) kurere elastomer i en temperaturstyret ovn, og (5b) afformningen den hærdede elastomer enheden fra støbeformdelene.

Mold design indebærer udvikling af en støbeform mester i computerstøttet design (CAD) software, subtraktion af formen mester fra en solid blok og definition af skimmel skillelinjer. Mold stykker er skabt, og derefter samles ved hjælp af skruer, stænger, og nødder med overstøbt komponenter placeret i formen hulrum. Elastomer mixing indebærer kombinerer del A og B af råvarer og afgasning for at fjerne eventuelle hulrum i materialet. Dernæst elastomer injektion omfatter trykdrevne fyldning af formhulrummet, efterfulgt af en temperaturstyret ovn elastomer hærdning for at sikre kemisk tværbinding af polymerkæderne.

Nedbryde sprøjtestøbning proces i disse trin gør os at give afkald på den traditionelle LIM udstyr til fordel for billige alternativer. For eksempel, i stedet for bearbejdning af en metalform eller støbning silikonegummi mug fra en støbeform mester formene skabt af protokollen beskrevet i dette manuskript blev skabt fra acrylonitril-butadien-styren (ABS) plast ved hjælp af en smeltet deposition modellering (FDM) 3D printer ^8,9. I forhold til opbygning af metal forme eller SLA forme, FDM er generelt en billigere og hurtigere proces. Temmelig komplekse forme kan udskrives hurtigt på en in-house 3D-printer eller billigt fremstillet ved en af ​​de mange 3D på kontrakt printing tjenester tilgængelige. For eksempel blev en kompleks otte stykke trykt 3D Støbeform til den demonstreret intravaginal sonde i repræsentative resultater sektion og vist i figur 14 og 15. Alle dele til denne mug kan blive trykt i cirka 1,5 dage, en in-house 3D-printer. Behandlingstider for enklere skimmelsvampe kan være et par timer. Den samlede længde af tid nødvendig til prototype en enhed ved hjælp af FDM 3D-printere til at skabe forme svarer til den tid, der kræves for at kaste en støbeform ud af silikone gummi og skabe en polyurethan prototype. Men ved hjælp af FDM 3D-printere til at skabe forme giver mulighed for flere ting, der ikke kan nemt gøres ved hjælp af en silicone skimmel: (1) mange termohærdende elastomerer kan anvendes, forudsat at 3D-printet mug kan tåle de nødvendige hærdetemperaturer, (2) komplekse geometrier kan oprettes med brug af mange forskellige skimmel stykker og skillelinjer, og (3) anvendelse af stive støbeformdele giver præcis og reproducerbarhedwas tilpasning af Overmolded komponenter i formhulrummet.

I stedet for at anvende en traditionel LIM maskine, som kombinerer blanding, injektion og hærdning, er det muligt at anvende en laboratorieblander at sikre homogen blanding, en modificeret ekssikkator til injektion, og en standard temperaturstyret ovn til hærdning. Indsprøjtningssystemet blev oprettet ved hjælp off-the-shelf komponenter og indebærer tilsætning af et positivt tryk forsyningsledning i ekssikkatoren, der forbinder til en sprøjte fyldt med blandet elastomer. Afdeling overtryk i bænk top desiccators typisk styret af en trevejsventil mellem kamrene, et vakuum forsyning linje, og atmosfæren. Den modificerede ekssikkator tilføjer et positivt tryk fødeledningen fodring til bagsiden af ​​et sprøjtestempel. Dette muliggør etablering af en 40-50 psi trykforskel, som er tilstrækkelig til flydende materiale indsprøjtning i formhulrummet.

Denne teknik tillod os at produce silikone intravaginale prober med overstøbt elektriske og optiske sensorer til at indsamle proof-of-concept-data for et fase I klinisk forsøg. Silikone blev valgt på grund af behovet for biologisk indifferens samt evnen til at sterilisere med en række forskellige metoder ^10,11. Endvidere indretningen krævede en kompleks og utraditionel koplignende geometri ved spidsen af ​​sonden, hvor sensorerne er placeret til at kommunikere med livmoderhalsen. Uden brug af den beskrevne teknik, ville det have været en meget mere kostbar og langvarig proces til fremstilling af disse enheder. Denne tilpasning af LIM-processen reducerer omkostningerne og udstyr i forhold til den traditionelle LIM processen, hvilket gør det praktisk at indføre en hurtig og iterativ tilgang til design elastomere enheder.

Protocol

Denne protokol beskriver brugen af ​​særlige terminologi og funktioner i SolidWorks software, der bruges til Mold design og produktion trin, selv om andre software pakker kan også anvendes til at opnå det samme resultat.

1.. Mold Design og produktion

1. Design en to-skala skimmel mester ved hjælp af computer-aided design (CAD) software. Specifikke procedurer i formen mester design vil variere afhængig af den specifikke geometri af det ønskede elastomer enhed. Dette og efterfølgende trin vil illustrere vigtige skridt, der resulterer i en bestemt støbeform mester og skimmel design, der nogenlunde ligner intravaginal sondeindretning afbildet i den repræsentative resultater sektionen.
   1. At definere sonden, skabe en 2D skitse i den rigtige plan, der angiver de interne og eksterne grænser for et radialt tværsnit af koppen-lignende geometri ligner figur 2A. Brug "Smart dimension" sketch værktøjat definere skitse dimensioner. Sørg for at alle geometrier er hensigtsmæssigt hæmmet ved tilsætning af tilstrækkelige relationer mellem elementer i skitsen. Når du er færdig, skal du afslutte skitse.

   
   Figur 2.. 2D CAD skitser. A) 2D skitse, som kan radialt drejet omkring Y-aksen for at fremstille en kop-lignende funktion svarende til den på intravaginal sondeindretning. B) Dråbeformet 2D skitse, der kan ekstruderes ud af planet i en prisme- lignende struktur, der danner håndtaget intravaginal sondeindretning. C) Et eksempel skitse, der skaber to regioner i den radiale tværsnit af den kop-lignende funktion region af formen. Drejet snit selektivt i region 1 eller Region 2 rundt om Y-aksen vil give forskellige støbeformdele.

   2. Brug "drejet Boss / base" til at dreje 2D skitse 360 ​​° omkring Y-aksen for at frembringe en 3D-funktion, der ligner en kop. Individuelle konturer og / eller regioner af skitsen kan vælges individuelt til selektivt at dreje ønskede områder af skitse med hver påkaldelse af "kredsede Boss / Base" funktionen.
   3. At definere håndtaget af sonden, skal du oprette en 2D skitse i Top Plane, der angiver de eksterne grænser for et tværsnit af Teardrop-lignende geometri ligner figur 2B. Når du er færdig, skal du afslutte skitse.
   4. Brug "Ekstruderede Boss / Base" funktion til at ekstrudere udvalgte konturer og / eller regioner i 2D sketch i Y-retning. Extrusions kan ekstruderes i både de positive og negative Y-retninger og kan også angives til start / slut på bestemte fly, overflader, eller faste forskydninger. Angiv ekstrudering at starte ved bunden af ​​den kop-lignende geometri og strækker sig bort fra åbningen af ​​den kop-lignende geometri.
2. I en separat CAD-filen, tegne et rektangulært prisme fast legeme, der er stor nok til at omslutte formen master.
   1. For at definere den rektangulære prisme, oprette et rektangel i en 2D skitse i Top Plane. Sikre rektangel X-dimension er større end den bredeste formen mester geometri i X-retningen og rektanglets Y-dimension er større end den bredeste formen mester geometri i Y-retningen. Når du er færdig, skal du afslutte skitse.
   2. Brug "Ekstruderede Boss / Base" funktion til at ekstrudere regionen omsluttet af rektangel i 2D skitse i Y-retning. Sørg for ekstrudering er længere end den længste formen mester geometri i Y-retningen.
3. Kombiner formen masteren og rektangulært prisme til at danne formen negativ.

oad/51745/51745fig3highres.jpg "width =" 500 "/>
Figur 3.. Oprettelse af Mold i CAD. CAD-tegninger af formen master (til højre) og skimmel negativ (til venstre) for en intravaginal sonde enhed er afbildet. Formen negative er skabt ved at trække formen mester geometri fra et rektangulært prisme og i sidste ende vil blive opdelt i to eller flere stykker og blive en funktionel form.

3. 1. Importer formen mester i CAD-filen med den rektangulære prisme. Juster formen masteren, således at den er centreret og helt indkapslet i rektangulært prisme.
   2. Brug "Kombiner" funktionen og vælg "Træk" operation type til at skabe formen hulrum (Figur 3).
   3. Hvis du bruger med en lav opløsning 3D-printer (de fleste FDM 3D-printere), bemærk at de fleste små features muligvis ikke blive udskrevet, da de er under maskinens mindste funktion størrelse. Således pegede hjørner og kanter skal væreafrundet ved hjælp af enten "Fillet" eller "Fas", da disse funktioner er også fint til printeren til at løse.
      Bemærk: Hvis der ønskes overmolding skal dele af formhulrummet være konstrueret således, at den overstøbte komponent kan placeres og begrænset inden i formkaviteten. Dette kan opnås ved at definere dele af formen for at give hjælpelinjer til overstøbte komponent (figur 4).

Figur 4.. Designing hjælpelinjer i formen Eksploderet CAD-tegning af formen base, fiberoptik rør, og elektrodekomponenter.. Den fiber optik rør og elektroder skal være præcist placeret og overstøbt at producere et intravaginal sonde. Hjælpelinjer er designet ind i formen base for at tillade disse komponenter tilforblive på plads, mens flydende elastomer indsprøjtes i formhulrummet.

4. Definer skillelinjer, som vil skære formen i flere stykker, og gennemgående huller til gevindstænger og skruer for at holde støbeformdelene sammen (figur 5 og 6). Specifikke placering af delelinjer og stang gennemgående huller er afhængige af den relative placering af hinanden inden i formkaviteten geometri.

. Figur 5. Mold:. Sprængbillede Eksploderet CAD-tegning af det færdige støbeform forsamling for intravaginal sonde enhed. Geometrien af ​​formhulrummet ikke blot angiver de eksterne geometrier af den endelige intravaginale sondeindretning, men også giver forankring og positionering point for komponenter, der skal overstøbt. Specifikt formenbasisdelgeometrien og det øverste venstre og øverste rigtige brikker justere fiberoptik rør, og formen basen giver mellemværker til indretning af elektroderne på den sidste enhed.

. Figur 6 Mold:. Samlet View CAD-tegning af det færdige støbeform forsamling for intravaginal sonde enhed. Flydende elastomer vil blive injiceret i porten og fylde formhulrummet før den løber ind i overløbsreservoir foroven. Ventilationskanaler løber fra formhulrummet til overløbsreservoir er omhyggeligt designet i justeringsmærkerne stykker af formen på toppen.

4. 1. Delelinjer typisk vælges på en måde, der genererer bilaterale eller radiale symmetrier. De skal defineres for at undgå udhængende hinanden i retning formen åbnes for at sikre et fuldt hærdet elastomer device i hulrummet kan fjernes fra formen.
      1. Skabe en bilateral skillelinie ved at definere et rektangulært 2D skitse i den rigtige plan, der strækker sig fra bunden af ​​den kop-lignende geometri til toppen af ​​håndtaget af sonden. Rektanglets bredde bør overstige ende-til-ende bredde af formen.
      2. Brug "Ekstruderet Cut"-funktionen på skitsen, og angiv et snit mod den negative x-retning for at give den ene del. Angiv et snit mod den positive X-retning for at give den anden del er dannet af den bilaterale afsked linje.
      3. Midlertidigt "Undertryk" den "Ekstruderet Cut"-funktion, der netop blev oprettet. Funktioner kan undertrykkes eller unsuppressed at skjule eller afsløre deres virkninger på arbejdsmiljøet CAD geometri. Selektiv toggling af en kombination af "Ekstruderet Cut" eller "kredsede Cut" funktioner vil senere blive brugt til at isolere hver enkelt del af formen.
      4. Opret en radialt symmetric skillelinie at isolere støbeformdelene i skålformede del af formhulrummet ved at definere en 2D skitse i det rigtige plan. Den ene side af skitsen bør følge Y-aksen, mens de øvrige kanter af skitsen bør strække sig forbi formens kanter i radialt symmetriske del af støbeformen. Skitsen skal også have linier eller kurver, der skærer gennem de interne regioner i den radiale tværsnit af den kop-lignende geometri, som definerer to eller flere regioner i den radiale tværsnit som vist i figur 2C.
      5. Brug en "drejet Cut"-funktionen på skitsen, vælge bestemte regioner defineret af skitse til fjerne dele af formen, der ikke er ønsket i den isolerede del. Selekterede regioner af skitsen forbliver, hvilket gav den ønskede del efter drejet snit er afsluttet.
         Bemærk: Hvis der ønskes overmolding bør skillelinjer også sikre, at overstøbte komponent kan placeres nemt i formen pre-injection og ligeledes fjernes fra formen efter hærdning.
   2. Definer gennemgående huller til formen ved enten at bruge "Guiden Hole"-funktionen eller ved at definere cirkulære 2D skitser i planer vinkelret på overfladen, og derefter anvende "Ekstruderet Cut"-funktionen til disse skitser (fig. 5 og 6). Opret gennemgående huller ved hjælp af en standard frihullet størrelse, som svarer til standard størrelse gevindstang eller skrue, der anvendes.
5. Definer en port i formen ved enten at bruge "Guiden Hole"-funktionen eller ved at definere 2D skitser i planer vinkelret på overfladen, og derefter anvende "Ekstruderet Cut"-funktionen til disse skitser (fig. 5 og 6). Porten giver en indgang for elastomeren indsprøjtes i formhulrummet og bør typisk være placeret mod bunden af ​​formhulrummet.
6. Definere en eller flere udluftninger i mold ved enten at bruge "Guiden Hole"-funktionen eller ved at definere 2D skitser i planer vinkelret på overfladen, og derefter anvende "Ekstruderet Cut"-funktionen til disse skitser (fig. 5 og 6). Lufthullerne tillader overskydende elastomer løbe fra formhulrummet, når den er helt fuld til at forhindre trykopbygning. Typisk det bedste sted for udluftning placering er nær toppen af ​​formen i et område, der fører til en tom reservoir til at tillade overløb elastomer til pool.
7. Sørg for at vægtykkelsen overalt i formen er mindst 1-1,5 cm, hvis ABS plast bliver brugt til forme. Vægge skal være stiv nok, at de ikke i væsentlig grad vil deformere eller skjule når støbeformdele er under trykspændinger fra skruer og gevindstænger.
   Bemærk: Overskydende vægtykkelse eller ikke-bærende vægge kan fjernes, hvis det ønskes at fremskynde 3D trykning af støbeformdelene. Derudover tyndere vægge og addition af udhulede afsnit vil reducere den samlede mængde materiale, der anvendes, og den tilhørende materialets kostpris. Vær opmærksom på at nogle FDM printere vil gøre dette som standard, og kan vise sig at svække vægge mere end ønsket.
8. For hver støbeform stykke, der ønskes, undertrykke eller unsuppress den respektive "Ekstruderet Cut" eller "kredsede Cut" funktioner til at isolere, at de enkelte del af formen. Gem hvert støbeformdel som en. STL fil eller filtype kompatibelt med 3D-printer, der bruges. Sikre den ønskede mesh opløsning er valgt.
9. Indlæse. STL filer til 3D-printer. Udskriv støbeformdelene og vente, indtil jobbet er afsluttet.
10. Fjern eventuel støtte materiale på støbeformdelene efter de er udskrevet.
    Bemærk: 3D-printere varierer i deres printopløsning med FDM-trykte dele generelt har dårligere opløsning end SLA-trykte dele. Overfladeruhed kan reduceres efter en del er 3D trykt enten ved slibning ellerved let kemisk opløsning behandling som beskrevet i diskussionen sektion.

2.. Støbeformskonstruktion

1. Bring støbeformdele sammen for at danne formhulrummet samtidig tilpasse de gennemgående huller. Slide gevindstænger eller skruer ind i de gennemgående huller.
   1. Valgfrit: Hvis overmolding, placere komponenter, der skal overstøbt i formen hulrum mens samle støbeformdelene (Figur 7). Hvis der er bekymring for Overmolded, der bevæger sig inden i hulrummet under elastomer injektion kan en lille mængde silikone RTV klæbemiddel anvendes til midlertidig og svagt fastgøre komponenten på indersiden af ​​formhulrummet. Vent 15 min for silikone RTV klæbemidlet hærde.

Figur 7. Justering af Overmolded Components. A) </ Strong> Delvist samlet støbeform afbilder tilpasning af to rør af rustfrit stål, en lille printplade og seks elektroder i formhulrummet. Positionering støbeformdele øverst formen sammen med invaginationer i formen basen fysisk begrænser flytning af alle komponenter under elastomer injektion. B) Zoom visning af bunden af tilpasse komponenter i nærheden af mug base.

2. Give fast kompression på formen ved hjælp af møtrikker på hver ende af de gevindskårne stænger. En anden møtrik på hver ende vil sikre møtrikkerne låst på plads og ikke for tidligt løsne. Hvis du bruger plast forme sikre, at nødder er helt på plads, men ikke over-spændt, for at forhindre mug deformation.
3. Valgfrit: Seal hullerne med silikone RTV og vente 15 minutter til at helbrede. Dette er kun nødvendigt, hvis der anvendes forme lavere opløsning, såsom dem, der produceres via FDM. Begrænset opløsning og dårlige tolerancer på formen skillelinjer kan skabe unwanted huller. Alternativt kan overflade udjævning som forklaret i diskussionen afsnit blive anvendt til at forbedre montering af skillelinjer.
4. Valgfrit: Anvend slipmiddel til formen hulrum til at gøre afformningen lettere. Dette vil dog pels endelige enhed med frigørelse af støbeforme kemikalier.
5. Opret en runner eller sprue at føre ind i formen porten.
   1. Indsæt en barb-til-hanluerlock-adapteren i porten af ​​formen hulrum. Sikre en stram pasform.
   2. Tilslut dette til slange med modhager-til-kvinde luer-lock-adaptere i hver ende. Det eksponerede luer-lock-adapter på den distale ende af røret vil i sidste ende at tilpasse sig til en 50 ml sprøjte med hanluerlock-spids.

3.. Indsprøjtningskammer

1. Indsprøjtningskammeret er en modificeret off-the-shelf ekssikkator og der bør oprettes inden elastomer blanding, da arbejdstiden for todelte elastomerer efter blanding er begrænset. 8 viser brugen afindsprøjtningskammer i injektionsprocessen.

Figur 8.. Elastomer Injection Process. Animation, der først viser modifikationer til en standard laboratorium ekssikkator at skabe indsprøjtningskammeret og derefter viser manipulation af pres for at injicere flydende elastomer fra en sprøjte i en støbeform. Klik her for at se denne video.

Figur 9 er en skematisk, der beskriver, hvordan man ændre ekssikkatoren at skabe den færdige indsprøjtningskammeret.

Figur 9. Crspise indsprøjtningskammeret. indsprøjtningskammer efter ekssikkator modifikation er afsluttet. Tilsvarende trin i proceduren er mærket i figuren.

Se figur 10C & 10D til injektion kammer anvendes til at fremstille intravaginale probe.

1. 1. Bor to huller i topdæksel ekssikkatoren låg kammerets væg.
   2. I begge huller installere et vakuum bedømt gennem-væg rør montering, der krydser den tørrende låg væg og skaber en forsegling.
      Bemærk: Brug PTFE-tape eller enhver anden form for rørtætningsmiddel på komponenter med rør montering forbindelser for at sikre lufttætte pakninger. Brug rørklemmer om eventuelle modhager røradaptorer / armaturer at styrke lufttæthed og forhindrer rør glide.
   3. Installere et vakuum trykmåler på ydersiden af ​​låget til overvågning kammertryk. Dette opnås ved at forbinde vakuummeteret til en af ​​de gennem-væg rørfittings med vakuum bedømt pipe og slangefittings.
   4. Installer et luftdrevet sprøjteadapter på den interne side af låget i den anden gennem-væg rør montering. Dette opnås ved at forbinde sprøjten adapteren til gennem-væg rør montering med vakuum bedømt rør fittings.
   5. På den eksterne side af samme gennem-væg rør montering, der har den vedhæftede luftaktiveret sprøjteadapter tilsluttes et vakuum bedømt tee rør montering. På den ene gren af ​​tee rør montering, tilslut en sammensat vakuum / manometer til overvågning injicere linje pres. På den anden gren, skal du tilslutte et vakuum bedømt tre-vejs L-ventil.
   6. Slut den ene gren af ​​den tre-vejs L-ventil til en længde på rør, der fører til et positivt lufttryk kilde ved hjælp rør fittings. Lad den anden gren af ​​den tre-vejs L-ventil uden forbindelse i øjeblikket.
   7. De fleste desiccators har en indbygget trevejs T-ventilen på kammerets væg. Tilføj rør forbinder en gren af ​​denne ventil til entee rør montering. Den anden gren af ​​ventilen vil forblive usammenhængende og eksponeret til atmosfæren med henblik på udluftning kammertryk.
   8. Forbind den ene gren af ​​tee rørfitting en længde af slange forbundet til en vakuumkilde. Tilslut den anden gren af ​​tee rør montering til det åbne trevejs L-ventil gren fra trin 3.1.5 ved hjælp af et stykke slange og vakuum bedømt rør fittings.

4.. Elastomer Mixing

1. Bestemme den omtrentlige mængde af elastomer ønsket ved at undersøge omfanget af formen mester CAD-fil. Forøg lydstyrken med 5% for at tage højde for elastomer tab ved overførsel mellem beholdere i de kommende trin. Beregn mængden af ​​del A og del B i elastomer nødvendig på basis af producentens vejledende blandingsforhold.
2. Placer en plastikflaske kop på en vejer skala og sled den. Hæld del A og B i elastomer i engangs plastc kop. Eventuelle farvestoffer eller tilsætningsstoffer skal også tilføjes, på dette trin.
3. Seal kopåbningen ved at trække en plastpose over det og forsegling med 3-4 elastikker.
4. Bland i 2 minutter med en centrifugal mixer for at sikre homogen blanding. Hvis en afgasse indstilling er tilgængelig, bland yderligere 1-2 min på Degas indstilling. Hvis centrifugalblanderen ikke er tilgængelig, kan anvendes håndblanding, men kan indføre mere luft i blandingen.
5. Forbered injektionssprøjte elastomeren ved hjælp af en luer-lock hætten til at tætne bunden af ​​en 50 ml sprøjte med hanluerlock-spids. Fastgør tætning med Parafilm og 1 elastik.
6. Overfør elastomer fra plastik kop i 50 ml luer-lock sprøjte det. Hvis elastomer klamrer sig på væggene i plastik kop, anvender brede strøg til at feje resterende elastomer, der klamrer på væggene i den plastik kop. Undgå mange små streger for at reducere indføring af luft i blandingen.
7. Opnelle: afgasses elastomer efter overførsel ind i sprøjten i centrifugalblanderen. Dette kan bidrage til at fremskynde afgasning er beskrevet i trin 3.8.
   1. Forsegle den åbne bagsiden af ​​50 ml luer-lock sprøjte ved med Parafilm og et gummibånd.
   2. Bland med Degas indstilling til 30 sek at fremskynde afgasning processen.
      Bemærk: Centrifugal blandere kan ikke have en, der passer til at holde 50 ml sprøjter. Dette trin kan kræve konstruktion af en brugerdefineret adapter til centrifugalblanderen, der kan gøres i CAD og 3D udskrives.
   3. Når du er færdig, skal du fjerne Parafilm og elastik på bagsiden af ​​sprøjten.
8. Anbring sprøjten med backside åben i en ekssikkator og afgasses i ca 30 min, eller indtil bobler i elastomer er elimineret. Vær omhyggelig med at overveje arbejdstiden for elastomer anvendes; lavere viskositet elastomerer vil også afgasses hurtigere. Så fjern sprøjten ud af ekssikkatoren. </ Li>
9. Placer sprøjtestempel i bagsiden af ​​sprøjten, mens du fjerner luftlommer.

Figur 10.. Elastomer Blanding og Injection. A) Efter flydende elastomer er blandet og afgasset, et sprøjtestempel ind i sprøjten. Luft mellem stemplet og elastomeren er fjernet ved hjælp af en kanyle stemplet indsættes. B) Sprøjten med elastomer er fastgjort til støbeformen ved gaten via luer-lock koblinger. C) indsprøjtningskammeret er en modificeret ekssikkator, der kan generere mindst 40-50 psi tryk over sprøjtestemplet ved hjælp af et vakuum, og positivt lufttryk forsyning. D) Mold efter injektion af elastomer ved anvendelse af indsprøjtningskammeret.

9. (figur 10A).
   1. Advance sprøjtenålen og sprøjtens stempel som nødvendigt, indtil der ikke er synlig luft kolonne mellem sprøjtens stempel og elastomer. Det er acceptabelt, hvis små mængder af elastomer snige sig forbi forseglingskanten af ​​stemplet.
   2. Fjern kanylen.

5.. Elastomer Injection

1. Tag den kvindelige luer-lock hætten på sprøjten med elastomer klar til injektion, og tilslut den mandlige luer-lock sprøjte tip til den udsatte kvindelige luer-lock adapter på den samlede støbeform (Figur 10B).
2. Fastgør luftdrevet sprøjteadapter på bagsiden af ​​50 ml sprøjten med mandlige luis-lock spids.
3. Placer både formen og den vedlagte sprøjte i indsprøjtningskammeret. På dette punkt, bør indsprøjtningskammeret ligner figur 11..

Figur 11 Elastomer Injektion:.. Begyndende Injektion kammer afbildet ved starten af den flydende gummi elastomer injektionsprocessen. Begge sider af sprøjtens stempel udsættes for omgivelsernes tryk.

4. Placer dækslet på indsprøjtningskammeret at sikre, at en lufttæt forsegling dannes.
5. Træk hele systemet inden injektionen kammeret til et vakuum.

Figur 12. ElastomerInjektion:. Middle Lukning af 3-vejs ventil nær bunden af setup sæler injektion kammer og tillader begge sider af sprøjtens stempel trækkes til et undertryk.

5. 1. Drej begge trevejsventilerne på indsprøjtningskammeret så vakuumkilden er kontinuerlig med ekssikkator kammer og søjlen af ​​luft bag sprøjtestemplet.
   2. Træk langsomt et vakuum indtil ca -14,5 psi opnås (Figur 12). Lad vakuum på at opretholde dette tryk. Fjernelse af luft vil forhindre bobler fra akkumulere i formhulrummet og hjælpe med at reducere hulrum i elastomer enhed.
6. Skub positivt tryk på bagsiden af ​​sprøjtestemplet.

. Figur 13 Elastomer Injektion:End. Drejning af 2-vejs ventil i toppen af opsætningen giver anvendelse af positivt lufttryk bag sprøjtens stempel, genererer mindst 40-50 psi.

6. 1. Vend de tre-vejs L-ventil til at bryde kontinuiteten mellem vakuumkilden mens oprettelse af en forbindelse mellem den positive pres lufttilførsel, og bagsiden af ​​sprøjtestemplet.
   2. Gradvist rampe op positivt pres fra lufttilførslen indtil mindst 25-35 psi er opnået (figur 13). Højere tryk er muligt, afhængigt af styrken af ​​slangeforbindelser, der anvendes på injektionsapparatet kammeret.
   3. Vent sprøjtestemplet har nået bunden af ​​sprøjten, eller indtil elastomer strømmer ud af formens ventilationskanaler. Disse indikerer injektion er færdig.
7. Retur indsprøjtningskammeret tilbage til atmosfærisk tryk.
   1. Sluk for både vakuum og positive lufttryk forsyninger.
   2. Gradvist drejtre-vejs L-ventil tilsluttet luftdrevet sprøjteadapter tilbage, så det er lukket for forsyningen og åbent for vakuumkilden luft. Dette bør lufte alle positivt tryk.
   3. Drej trevejs-T-ventil til at udlufte tilbageværende tryk i kammeret til atmosfæretryk.
8. Fjern formen og forberede elastomer hærdning.
   1. Åbn kammeret og fjerne formen.
   2. Tag luftdrevet sprøjteadapter fra bagsiden af ​​sprøjten.
   3. Tag sprøjten samt rør med to modhager-til-kvinde luer-lock-adaptere.
   4. Placer en luer-lock hætten på den udsatte hanenden af ​​modhagen-til-hanluerlock-adapter, der er fastgjort til formen port for at forhindre elastomer strømme ud af formhulrummet.

6.. Elastomer Hærdning & afformningen

1. Placer formen i en termostatstyret tørreskab og helbrede elastomer. Rådfør elastomer producent specifikationer for determine hærdetiden og temperatur. Silikone blandingen intravaginal sonden bliver demonstreret hærdes ved 70 ° C i 5 timer.
2. Når elastomeren er hærdet, fjernes formen fra ovnen.
3. Afformning den fuldt hærdet elastomer enhed.
   1. Fjern møtrikker og gevindstænger eller skruer fra formen.
   2. Valgfrit: Hvis silikone RTV lim blev brugt til at tætne huller ved afsked kanterne, skal du bruge en skalpel til forsigtigt skåret i silikone RTV lim så afskeden kanter kan adskilles.
   3. Brug en skalpel til at skære væk og adskille enheden fra ekstra elastomer materiale ved gaten eller ventilationskanaler. Brug en skalpel til at skære væk enhver flash, som kan have dannet på formen afsked kanter.
4. Rengør forme med et klude og ikke-destruktive opløsningsmidler, såsom isopropylalkohol.

Representative Results

Formen og intravaginal sonde i figur 14 og 15 viser repræsentative resultaterne af proceduren præsenteres i denne artikel.

Figur 14. Fuldt samlet Mold. Færdigmonteret støbeform til intravaginal sonde enhed.

Figur 15. Intravaginal Probe enhed. Final intravaginal sonde enhed. A) forfra kop-lignende spids af enheden. B) Side visning af den samme enhed. Kop-lignende struktur består af seks overstøbte titanium elektroder samt et rustfrit stålrør, der fungerer som en fiveale beholder til en fiberoptisk probe.

Specifik anvendelse af denne enhed er beskrevet i Etemadi et al ^12,13. Formen bruges til at oprette intravaginal sonde blev fabrikeret fra ABS430 materiale ved hjælp af en Dimension uPrint Plus 3D-printer. En støbeform til intravaginal sonde krævede cirka 1 rulle af ABS430 materiale prissat til $ 140 per hjul. Det tog cirka 1,5 dage til at udskrive alle otte stykker formen.

En medicinsk kvalitet todelt platin kur silikone designet til LIM applikationer (PN40029) blev anvendt i denne ansøgning. Overstøbt i hovedparten silikone er custom rustfri stålrør, en modificeret USB-kabel, flere tråde, og titanium elektroder, som blev holdt på plads under silicone injektion via omhyggeligt designet tilpasning og positionering geometrier i formen. Et af rørene er blotlagt ved bunden af ​​kop-lignende struktur på intravaginal sonden og har en glasrude på enden af ​​røret til at handlesom en kvindelig beholder til et fiberoptisk bundt, der anvendes til optiske målinger. Dette er den eneste eksterne funktion, der blev tilføjet, efter silikonen var helbredt og demolded hjælp af dokumenteret proces.

Specifikke resultater kan variere afhængigt af den ønskede geometri og om overstøbning er nødvendig eller ej. Intravaginal sonde viser, at skabelsen af ​​komplekse geometrier, såsom en tynd kop-lignende struktur er muligt med FDM 3D-printere, selvom enklere geometrier sandsynligvis ville kræve færre støbeformdele, mindre skimmel materiale, og ville være hurtigere til 3D print. Brug af højere opløsning 3D print teknologi såsom SLA kan være i stand til at levere højere opløsning, finere geometrier, og superior overfladebehandlinger, som kan eliminere behovet for manuelt at afslutte forme. Ved hjælp af teknikken beskrevet, kan overmolding af mange forskellige komponenter opnås, så længe design støbeforme gennemføres omhyggeligt.

Discussion

Af alle de beskrevne trin, omhyggelig støber design er det mest afgørende for succes. Formen mester bør oprettes som et fast legeme med eksterne geometrier svarende til den endelige enhed. Disse geometrier skal justeres for at tage højde for eventuelle materialekrympning på grund af den valgte elastomer samt printer 3D-opløsning og tolerancer. Placering af skimmel skillelinjer og gennemgående huller til gevindstænger og møtrikker er afhængige af hinanden. Tilføjelse delelinjer forøger antallet af lineære og roterende frihedsgrader støbeformskonstruktionen. Gennemgående huller og gevindstænger og skruer handle for at begrænse de samme frihedsgrader. Formen skal være udformet sådan, at det begrænser alle lineære og roterende frihedsgrader når helt samlet, samtidig med at fjernelsen af ​​når tvangsmidler gevindstænger og skruer er fjernet en fuldt hærdet elastomer enhed. Hvis den hærdede elastomer er forholdsvis elastisk deformerbart, kan delelinjer skal fastlægges sådan, that funktioner udhæng én anden lidt siden kan skubbes eller trækkes den fuldt hærdet enheden ud af støbeformdele. Hvis der ønskes overstøbte komponenter, skal formen design også give positionsdata funktioner for at begrænse bevægelsen af ​​overstøbt komponenter i et færdigsamlet støbeform. Mold skillelinjer bør nøje udvalgt til at minimere antallet af mug stykker, der er nødvendig for at producere den ønskede elastomer enhed. Minimere antallet af støbeformdele og delelinjer nedsætter potentialet for gratdannelser og nedsætter antallet af gennemgående huller, der er nødvendige til komprimering af støbeformdelene i formsamlingen. Fra vores erfaring, en ABS mug varer omkring 20 anvendelser før ABS plast slidt, revner eller diller skyldes kompressions spændinger og varmeanlæg cyklusser.

Når skimmel stykker er blevet udskrevet med FDM 3D-printere kan flere modifikationer til støbeformdelene. I nogle tilfælde kan støbeformdele lavet af FDM 3D-printere har IKKE NOKnt opløsning til perfekt glatte overflader ved delelinjer, hvilket resulterer i et lille hul, der kan føre til gratdannelser samt lækage af flydende elastomer. Hvis dette sker, kan anvendelsen af ​​et tyndt lag af RTV silikone ved delelinjer af en samlet støbeform forhindre lækage af flydende elastomer gennem formen delelinjer. Alternativt kan overfladeafretning udføres enten ved at tilføje ekstra materiale til støbeformdele (overdimensionering dem) og slibning til endelige dimensioner eller ved at behandle ABS med acetone, som gradvist opløser plastik. Disse metoder kan forsigtigt bruges til at finjustere skimmel geometrier ved de afsked kanter for at reducere flash-dannelse. Men man skal være forsigtig, når opløse formoverflader, da dette vil kemisk reducere styrken af ​​plast, hvilket gør det lettere for revner og krakeleringer. Dette kan reducere levetiden af ​​formen og også påvirke konsekvens af overflade geometrier mellem forme. Desuden er det vanskeligt at styre uniformity af mug opløsning, som kan forårsage små variationer i mug geometri. Dette kan blive et problem, hvis flere sæt forme brugt til at fabrikere enheder. Du kan løse dette problem, kan en højere opløsning 3D trykteknikker anvendes for skimmel produktion. En anden fordel ved at anvende en højere opløsning skimmel eller acetone behandlet formen er den ekstra let skilles fra ABS molder elastomeren enheden under afformning. Alternativt kan skimmel udgivelser anvendes til at belægge formhulrum til at bistå afformning. Men for intravaginal sonde påvist i denne procedure, slipmiddel blev specielt undgås på grund af den potentielle risiko for at indføre slipmiddel kemikalier i vaginale miljø. Man skal også sikres, at valgte skimmel materiale hæmmer ikke hærdning af elastomer.

En af udfordringerne i overmolding komponenter i silikone elastomer, såsom den, der anvendes til intravaginal sonde at klæbe silikone og metal ernotorisk vanskeligt. Et krav om, at intravaginal sonde var at give små huller på de materielle grænseflader for at opstå, hvis silikone elastisk deformeres. Dette afspejler ønsket om at tillade kop-lignende struktur på intravaginal probe til at bøje og strække som en muffe omkring livmoderhalsen samtidig sikre vandtæthed mellem både metal og silikone dele af indretningen. Vandtæthed var nødvendig på grund af menneskelige retningslinjer for rengøring og sterilisering af anordningen i hydrogenperoxid plasma eksperiment. Dette krav blev opfyldt efter afformning enhederne ved omhyggeligt at anvende en medicinsk silikone til metal klæbestofgrunder til krydset mellem silikone-enheden krop og metalkomponenter og derefter anvende stuetemperatur hærdning (RTV) silikone til metal-elastomer vejkryds. En yderligere metode anvendt til at forbedre vedhæftningen mellem metal og silikone var at designe alle indlejrede metalkomponenter med cirkulære finner. Efter injektion, mellemrum mellem lamellerne er filled med flydende silikone, som derefter størkner under hærdning. Dette design funktion giver spændinger der skal overføres fra den silikone krop til metalkomponenter samtidig mindske tendensen til kløften dannelse mellem metal og silikone.

Mens der er mange fordele forbundet med brugen af ​​ABS-baserede FDM 3D-printere-nemlig hurtige udskrivningshastigheder, lave omkostninger og overflod af kontrakt trykning tjenester, der bruger den teknologi-Disse fordele skal afvejes nøje med hensyn til de afvejninger være foretaget. ABS-baserede 3D-printere gør det muligt for en hurtig prototyping og iterativ udvikling tilgang, mens ABS selv er egnet til støbning mange elastomerer, fordi det generelt er kemisk inaktivt ^14,15. Men ABS plast har en varmeudslagstemperatur omtrent 90-100 ° C, hvilket begrænser den maksimale arbejde temperatur ved ca 70 ° C ^16. Dette betyder, at højere hærdningstemperaturer ikke kan opnås ved hjælp af ABS-forme. Asa resultat blev hærdetiden af ​​elastomeren anvendes til intravaginal probe steg fra 3 min ved 175 ° C til 5 timer ved 70 ° C. Hvis der ønskes højere hærdningstemperaturer, kan man overveje at anvende andre FDM materialer, såsom polycarbonat. Brug af SLA-baserede 3D-print giver den fineste mug opløsning muligt, og tilbyder et bredt udvalg af harpiks materialer. Dog fortsættes avancement i FDM teknologi lukke opløsning kløften mellem de to teknikker. Mens FDM-baserede forme, der anvendes til at skabe intravaginal sonde havde et lag opløsning på 254 um, kan nyere FDM maskiner opnå 100 um resolutioner og nedenfor. SLA-baserede 3D-print er generelt dyrere og mere tidskrævende end FDM-baserede 3D-print, og meget færre faciliteter besidder in-house SLA udstyr. Disse faktorer gør FDM 3D-printere mere egnet til lave omkostninger hurtig iterativ udvikling. Faktisk er SLA almindeligvis anvendes til fremstilling af prototyper og små mængder kørsler af polyurethan enheder vedudskrivning af en støbeform mester og støbning en silicone skimmel omkring formen mester til at skabe formen for polyurethan injektion. Fordelen ved at bruge silikone som en støbeform materiale er, at det er en termohærdende polymer og ikke vil smelte ved højere hærdningstemperaturer. Men det er vanskeligt eller umuligt at opdele silikoneformen i mange stykker til at generere komplekse forme såsom intravaginal sondeindretning; endvidere kan linjeføringer for overmolding være tilsvarende udfordrende. Resultatet er, at silikone forme fremstillet med denne metode er generelt todelte forme og kræver traditionelle LIM udstyr til injektion af polymer i formhulrummet. Således, mens denne metode er ikke så dyrt som traditionel LIM indsprøjtning, de samlede udgifter til prototyper ved hjælp af denne metode er stadig temmelig dyrt og er mere tidskrævende end den beskrevne protokol for at bruge FDM 3D-printere og en modificeret ekssikkator til elastomer injektion. Andre fordele ved de foreslåede metoder omfatter evnen til directly print støbeformdele uden først at oprette en fysisk skimmel mester, samt det faktum, at denne teknik ikke kræver investering i dyrt udstyr SLA eller LIM.

Den foreslåede metode muliggør hurtig prototyping af elastomer enheder med komplekse geometrier og krav, som er kendetegnende for områder såsom medicinsk udstyr. Manglen på standard eller dokumenterede metoder til hurtigt at gentages for elastomer-enheder har bidraget til at bremse og bekostelig udvikling af medicinsk udstyr. Den iboende fleksibilitet i processen beskrevet i dette manuskript giver mulighed for næsten enhver geometri skal bygges og overmolding krav, der skal opfyldes. Det kan bruges til hurtigt og billigt gentage enhed prototyper tidligt i den medicinske anordning udviklingsprocessen. Dette er specielt nyttigt i ressourcefattige begrænsede miljøer såsom akademiske laboratorier eller nystartede miljøer, hvor 3D-printere er stadig mere udbredt, men LIM udstyr er sjælden. Derudover CAD modeller produceret i denne PRocess kan overføres til fremtidige fremstillingsprocesser og kan anvendes til at lette produktionen af ​​traditionelle metal forme, der anvendes til LIM. Mens denne teknik blev påvist for medicinsk udstyr udvikling med intravaginal sonde enhed, kan protokollen nemt tilpasses til andre områder og applikationer, hvor lave omkostninger, lav volumen, og hurtig iterativ udvikling af elastomer-baserede enheder er ønsket.

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)