Snabb och billig Prototyping för medicintekniska produkter Använda 3D Tryckt Formar för Liquid Injection Molding

Summary

Vi har utarbetat en metod för billig och snabb prototyp av flytande elastomer gummi formsprutade enheter via smält nedfall modellering 3D-skrivare för mögel design och en modifierad exsickator som ett vätskesystem injektion.

Abstract

Biologiskt inerta elastomerer såsom silikon är gynnsamma material för medicintekniska tillverkning, men formning och bota dessa elastomerer med traditionella flytande formsprutningsprocesser kan vara en dyr process på grund av verktygs-och utrustningskostnader. Som ett resultat har det traditionellt varit opraktiskt att använda flytande formsprutning för billiga, rapid prototyping program. Vi har utarbetat en metod för snabb och billig produktion av flytande elastomer formsprutade enheter som utnyttjar smält nedfall modellering 3D-skrivare för mögel design och en modifierad exsickator som ett insprutningssystem. Låga kostnader och snabb handläggningstid i denna teknik sänker hindret för iterativt designa och prototyper komplexa elastomer enheter. Dessutom kan CAD-modeller som utvecklats i denna process senare anpassas för metallformverktyg konstruktion, som möjliggör en smidig övergång till en traditionell formsprutning process. Vi har använt denna teknik för att tillverka intravagInal sonder som involverar komplexa geometrier, samt övergjutning över metalldelar, med hjälp av verktyg som vanligen finns i en akademisk forskningslaboratorium. Emellertid kan denna teknik enkelt anpassas för att skapa flytande formsprutade anordningar i många andra tillämpningar.

Introduction

Flytande formsprutning (LIM) (även känd som reaktion formsprutning) används ofta för att tillverka elastomer enheter från härd elastomerer, men höga verktygs-och utrustningskostnader kräver en hel del initiala investeringar kapital ^1. Dessutom kan LIM vara tekniskt utmanande och dyrt att genomföra i fall med komplex geometri och krav för övergjutningar. Som ett resultat, är det oftast opraktiskt att använda traditionella LIM i ultra-låga volymer eller med nystartade enhet mönster som ofta drabbas av iterativa revideringar.

Det typiska förfarandet för formsprutning elastomermaterial innebär att injicera flytande monomerer vid tryck runt 150 psi i en form med hjälp av specialiserad gjutning maskiner ^2. Temperatur och tryck regleras för att säkerställa laminärt flöde och förhindra att luft infångas i formen ^3. Råmaterial är vanligtvis tvådelade härdningssystem, såsom platina botemedel silikon, thatt hålls i separata och skåp kammare före injektion. Båda komponenterna i råmaterialet pumpas in i en högtrycksblandnings-kammare, som därefter matas in i formrummet. Härdning åstadkommes genom närvaro av en katalysator samt temperaturer runt 150-200 ° C ^4. Formar är oftast bearbetas av stål eller aluminium till exakta toleranser för att skapa en god tätning runt avsked kanter ^3,5. Tyvärr är denna process i allmänhet mer lämpade för större skala tillverkning ges hög formverktygskostnader samt kravet på injektion och återkopplingskontroll specialiserade system.

För snabb framställning av prototyper av polyuretan (PU) delar, är det möjligt att använda stereolitografi (SLA) för att skapa en form master och producera en silikongummiform ^6,7. Emellertid är denna teknik inte lämpar sig för övergjutningar, eftersom det är svårt att uppnå exakt inriktning av övergjutna komponenter, såsom silikon är, genom attdesignar, inte en styv struktur. Dessutom är produktionen av enheter med komplexa geometrier, exempelvis invaginations eller urholkad sektioner, är svårt eller omöjligt. Kravet för komplexa eller precisa formdelningslinjer och stela tunna element är oftast, är oförenligt med den flytande gummigjutningsprocessen.

De tidigare nämnda produktion skala eller slutskedet prototyping processer är ofta opraktiskt för tidigt stadium medicinteknisk utveckling där några enheter måste tas fram för proof-of-concept och genomförbarhet i humanstudier, vilket ofta är fallet i akademiska laboratorium och start-up företag miljöer. Bristen på alternativ innebär ofta att även tidig utveckling skulle medföra höga kostnader, som kräver många enhets utvecklare att begränsa enhetens funktioner eller lägga utvecklingen på is medan ytterligare medel höjs. Detta bidrar till en dramatisk uppbromsning av utvecklingsprocessen, eftersom en stor del av medicintekniska produkter re lägget genomförande av komplexa funktioner. Det är också svårt att finansiera den kostsamma utvecklingen av sådana enheter sedan proof-of-concept uppgifter är ofta ännu inte fastställts. Vi stötte på denna vägspärr i ett aktuellt projekt inom detta labb, som innebar att utveckla en silikon intravaginal prob med övergjutna elektriska och optiska sensorer som krävs för en kopp-liknande tips att uppfylla specificerade livmoderhalscancer geometrier. Den process som beskrivs i den här artikeln dokumenterar vårt försök att kringgå denna onda cirkel och snabbt nå proof-of-concept för LIM medicintekniska produkter.

Tekniken som visas i figur 1 dekonstruerar LIM processen i fem huvudaktiviteter: (1) mögel design & produktion, (2) formaggregat (3) elastomerblandning, (4) elastomer injektion, och (5) elastomer härdnings & urformning.

pg "width =" 600 "/>
.. Figur 1 Protokoll Översikt Översikt av protokollet, vilket innebär: (1a) skapar en form med hjälp av datorstödd design verktyg, (1b) 3D-utskrift av formelementen, (2) montering av form bitar med hjälp av gängstänger och skruvar, ( 3) att blanda flytande elastomer och läsa in den i en spruta, (4) att injicera vätskan elastomer i formen med hjälp av en modifierad torkapparat, (5a) härda elastomer i en torkugn, och (5b) avformning den härdade elastomer enheten från formstyckena.

Mögel design innebär utveckling av en form mästare i datorstödd konstruktion (CAD), subtraktion av form mästare från ett fast block och definition av mögel delningslinjer. Mold bitar skapas och sedan monteras med skruvar, stavar, och muttrar med övergjutna komponenter placerade i formhåligheten. Elastomer mixing innebär en kombination del A och B av råmaterial och avgasning för att avlägsna eventuella tomrum i materialet. Därefter innefattar elast insprutningstryckdriven fyllning av formhåligheten, följt av elastomerhärdning i en torkugn för att säkerställa kemisk tvärbindning av polymerkedjorna.

Bryta ned formsprutningsprocessen i dessa steg kan vi avstå traditionella LIM utrustning till förmån för billiga alternativ. Till exempel, i stället för bearbetning av en metallform eller gjutning av en silikongummiform från en form mästare, de formar som skapats från det protokoll som beskrivs i detta manuskript skapas från akrylnitril-butadien-styren (ABS) plast med användning av ett sammansmält-deponeringsmodellering (FDM) 3D skrivare ^8,9. Jämfört med att bygga metallformar eller SLA formar, är FDM generellt en billigare och snabbare process. Ganska komplicerade formar kan snabbt skrivas ut på en egen 3D-skrivare, eller billigt producerad av en av de många kontrakts 3D printing tjänster tillgängliga. Till exempel var en komplex åtta-piece 3D tryckt form som används för att gjuta den visade intravaginal sonden i resultat avsnittet representant och visas i figurerna 14 och 15. Alla delar för mögel kan skrivas ut på cirka 1,5 dagar på en egen 3D-skrivare. Handläggningstider för enklare formar kan vara några timmar. Den totala längden av tid som krävs till prototyp en enhet som använder FDM 3D-skrivare för att skapa formar liknar den tid som erfordras för att gjuta en form av silikongummi och skapa en prototyp polyuretan. Men med hjälp av FDM 3D-skrivare för att skapa formar möjliggör flera saker som inte kan lätt åstadkommas med hjälp av en silikonform: (1) många härd elastomerer kan användas under förutsättning att 3D-tryckta mögel kan tolerera de erforderliga härdningstemperaturer, (2) komplexa geometrier kan skapas med användning av många olika formstycken och delningslinjer, och (3) användning av styva formelementen tillåter exakt och reproducerbarhetble inriktning av övergjutna komponenter inom formhåligheten.

Istället för att använda en traditionell LIM maskin, som kombinerar blandning, injektion, och härdningen är det möjligt att använda en laboratorieblandare för att säkerställa homogen blandning, en modifierad exsickator för injektion, och en standard torkugn för härdning. Insprutningssystemet skapades med off-the-shelf komponenter och innebär tillsättning av en positiv tryckmatningsledning in i torkapparat som ansluts till en spruta fylld med blandad elastomer. Kammartrycksättning i bänkskiva exsickatorer vanligen med en trevägsventil mellan kamrarna, ett vakuummatningsledning, och atmosfären. Den modifierade exsickator tillför en positiv trycktillförselledning som matar till baksidan av en sprutkolv. Detta möjliggör skapandet av en 40 till 50 psi tryckskillnad som är tillräcklig för flytande material injektion in i formhåligheten.

Denna teknik tillät oss att produce silikon intravaginal sonder med övergjutna elektriska och optiska sensorer för att samla proof-of-concept data för en fas I klinisk prövning. Silikon valdes på grund av behovet av biologisk tröghet samt förmågan att sterilisera med en rad olika metoder ^10,11. Vidare krävs anordningen en komplex och okonventionell skålliknande geometri vid sondens spets, där sensorerna är placerade för att samverka med livmoderhalsen. Utan användning av den beskrivna tekniken, skulle det ha varit ett mycket mer kostsamt och tidskrävande process att tillverka dessa anordningar. Denna anpassning av LIM processen minskar kostnads-och utrustningskrav jämfört med den traditionella LIM processen, vilket gör det praktiskt att anta en snabb och iterativ metod för att utforma elastomer enheter.

Protocol

Detta protokoll beskriver användningen av terminologi och funktioner i Solidworks programvara som används för mögel design och produktion steg, även om andra programpaket kan också användas för att åstadkomma samma resultat.

1. Mögel design och produktion

1. Designa en till skala mögel mästare med hjälp av datorstödd konstruktion (CAD). Specifika förfaranden inom mögel mästare konstruktion kommer att variera beroende på den specifika geometrin hos den önskade elastomerenheten. Detta och efterföljande steg kommer att illustrera viktiga steg som resulterar i en viss form master och mögel design som ungefär liknar den intravaginala sondanordningen avbildad i resultat avsnittet företrädaren.
   1. För att definiera sondspetsen, skapa en 2D-skiss på rätt plan som specificerar de inre och yttre gränserna för en radiell tvärsnitt av den koppliknande geometri liknande figur 2A. Använd "Smart Dimension" skiss verktygatt definiera skissa dimensioner. Försäkrar att alla geometrier lämpligt begränsas genom att lägga tillräckligt med relationer mellan delar av skissen. När du är klar avslutar du skissen.

   
   Figur 2. 2D CAD skisser. A) 2D-skiss som kan radiellt kretsat kring Y-axeln för att alstra en koppliknande funktion liknar den en på den intravaginala sondanordningen. B) Droppformade 2D-skiss som kan strängsprutas ut ur planet i en prisma- liknande struktur som bildar handtaget hos intravaginala sondanordningen. C) Ett exempel på skiss som skapar två regioner i den radiella tvärsnitt av den koppliknande funktion regionen av formen. Kretsat nedskärningar selektivt i region 1 eller region 2 runt Y-axeln kommer att ge olika formelement.

   2. Använd "kretsade Boss / Base" för att kretsa 2D skiss 360 ° kring Y-axeln för att producera en 3D-funktion som liknar en kopp. Individuella konturer och / eller regioner i skissen kan väljas individuellt för att selektivt kretsa önskade områden på skissen med varje åkallan av "kretsade Boss / Base"-funktionen.
   3. För att definiera handtaget av sonden, skapa en 2D-skiss på planet Top som anger de yttre gränserna av ett tvärsnitt av den droppliknande geometri liknande figur 2B. När du är klar avslutar du skissen.
   4. Använd "Extruderad Boss / Base" för att pressa markerade konturer och / eller regioner i 2D-skiss i Y-riktningen. Profiler kan extruderas i både positiv och negativ Y-led och kan också anges för att börja / sluta vid angivna plan, ytor eller fasta förskjutningar. Specificera extrudering till börjar vid basen av den koppliknande geometri och sträcker sig bort från öppningen av den skålliknande geometri.
2. I en separat CAD-fil, rita en rektangulär prisma fast kropp som är tillräckligt stor för att innesluta formen mastern.
   1. För att definiera det rektangulära prismat, skapa en rektangel i en 2D-skiss på planet Top. Säker rektangeln X-dimensionen är större än den bredaste formen ledar geometri i X-riktningen och rektangelns Y-dimensionen är större än den bredaste formen ledar geometri i Y-riktningen. När du är klar avslutar du skissen.
   2. Använd "Extruderad Boss / Base" för att pressa igenom området omges av rektangeln i 2D skiss i Y-riktningen. Se till att profillängd är längre än den längsta formen ledar geometri i Y-riktningen.
3. Kombinera gjutformen master och det rektangulära prismat för att bilda formen negativ.

oad/51745/51745fig3highres.jpg "width =" 500 "/>
Figur 3. Skapa Mögel i CAD. CAD-ritningar av mögel Master (höger) och mögel negativ (vänster) för en intravaginal sondanordning avbildas. Formen negativ skapas genom subtraktion av mögel mästare geometri från ett rektangulärt prisma, och kommer så småningom att delas upp i två eller flera stycken och blir en funktionell form.

3. 1. Importera form mästare i CAD-filen med det rektangulära prismat. Rikta in mögel mästare så att den är centrerad och helt innesluten i det rektangulära prismat.
   2. Använd "Combine"-funktionen och välj "Subtrahera" operation typ för att skapa formrummet (Figur 3).
   3. Vid användning med en lågupplöst 3D-skrivare (de flesta FDM 3D-skrivare), notera att de flesta små funktioner som inte kan skrivas ut som de är under maskinens minsta karaktäristisk storlek. Således, spetsiga hörn och kanter ska varaavrundat med antingen "Filé" eller "Fas", eftersom dessa funktioner är för fin för att skrivaren ska lösa.
      Obs: Om övergjutnings önskas, måste delar av formrummet vara utformad så att den övergjuten komponent kan positioneras och begränsas inuti formhåligheten. Detta kan åstadkommas genom att definiera delar av formen för att ge stödlinjer till den övergjutna komponenter (Figur 4).

Figur 4. Designing stödlinjer i formen. Spräng CAD-ritning av formbasen, fiberoptik röret och elektrodkomponenter. Den fiberoptiska rör och elektroder måste vara exakt placerade och övergjuten för att producera en intravaginal prob. Stödlinjer är utformade i formen bas för att låta dessa komponenter tillstanna på plats medan flytande elastomer sprutas in i formhåligheten.

4. Definiera delningslinjer, vilket kommer att minska mögel i flera bitar, och genomgående hål för gängstänger och skruvar för att hålla form ihop bitarna (fig 5 och 6). Specifik placering av delningslinjer och stav genomgående hål är beroende av den relativa placeringen av varandra inom formrummet geometri.

. Figur 5 Mold:. Sprängskisser Sprängs CAD-ritning av den färdiga formenhet för intravaginal sondanordningen. Geometrin av formrummet specificerar inte bara de yttre geometrier i den slutliga intravaginal sondenhet, men också ger förankrings och positionerings poäng för komponenter som ska övergjutna. Specifikt gjutformengrundgeometri och de övre vänstra och övre högra bitar anpassa fiberoptiken röret, och formbasen ger inläggningar för att rikta in elektroderna på den sista enheten.

. Figur 6 Mold:. Monterade Visa CAD-ritning av den färdiga formenhet för intravaginal sondanordningen. Flytande elastomer kommer att injiceras in i porten och fyller formhåligheten innan den strömmar in i överloppsbehållaren upptill. Ventiler som löper från formhåligheten till spillreservoaren är noggrant utformade i justeringsbitar formen på toppen.

4. 1. Delningslinjer är oftast väljs på ett sätt som genererar bilaterala eller radiella symmetrier. De bör definieras för att undvika överhängande varandra i den riktning formen öppnas, se till att en fullt härdad elastomer device inom kaviteten kan avlägsnas från formen.
      1. Skapa en bilateral delningslinje genom att definiera en rektangulär 2D-skiss i Högra Plane som sträcker sig från basen av den koppliknande geometri till toppen av handtaget av sonden. Rektangeln bredd bör överstiga bredden på formens ände-till-ände.
      2. Använd "Extruderad Cut" funktionen på skissen och ange ett snitt mot den negativa x-riktningen för att ge en del. Ange ett snitt i riktning mot den positiva X-riktningen för erhållande av den andra del som bildas av det bilaterala delningslinje.
      3. Tillfälligt "Utelämna" den "Extruderad Cut" funktion som just skapades. Funktioner kan undertryckas eller unsuppressed att dölja eller avslöja deras effekter på arbets CAD-geometrin. Selektiv växling av en kombination av "Extruderad skärning" eller "kretsade Cut" funktioner kommer senare att användas för att isolera varje individuell del av formen.
      4. Skapa en radiellt symmetric delningslinje för att isolera formstyckena i den koppliknande delen av formrummet genom att definiera en 2D-skiss i Högra Plane. Ena sidan av skissen bör följa Y-axeln, medan de andra kanterna på skiss bör sträcka sig förbi formkanterna i det radiellt symmetrisk del av formen. Denna skiss måste också ha linjer eller kurvor som skär genom de inre regionerna i det radiella tvärsnittet av den koppliknande geometri, som definierar två eller flera regioner i den radiella tvärsektion såsom visas i fig. 2C.
      5. Använd en "kretsade Cut"-funktionen på skissen, välja specifika regioner definierade av skiss för att avlägsna delar av formen som inte är önskvärda i den isolerade delen. Omarkerade områden i skissen kommer att förbli, vilket ger den önskade delen, efter att roterad snittet är klar.
         OBS: Om övergjutning önskas, bör delningslinjer också se till att den övergjutna komponenter kan placeras lätt i formen pre-injection och även avlägsnas från formen efter härdning.
   2. Definiera genomgående hål för formen genom att antingen använda "Hole Wizard"-funktionen eller genom att definiera cirkulära 2D-skisser i plan vinkelrätt mot ytan och sedan tillämpa den "Extruderad Cut" funktionen för att dessa skisser (figur 5 och 6). Skapa genomgående hål med en vanlig klare hålstorlek, vilket motsvarar standard gängstång eller skruvstorlek som används.
5. Definiera en grind i formen genom att antingen använda "Hole Wizard"-funktionen eller genom att definiera 2D-skisser i plan vinkelrätt mot ytan och sedan tillämpa den "Extruderad Cut" funktionen för att dessa skisser (figur 5 och 6). Grinden ger en startpunkt för den elast som skall sprutas in i formrummet och bör typiskt vara placerad mot botten av formkaviteten.
6. Definiera en eller flera ventiler i mold genom att antingen använda "Hole Wizard"-funktionen eller genom att definiera 2D-skisser i plan vinkelrätt mot ytan och sedan tillämpa den "Extruderad Cut" funktionen för att dessa skisser (figur 5 och 6). Vents tillåter överskotts elastomer rinna ut ur formrummet när det är helt fullt för att förhindra tryckuppbyggnad. Vanligtvis det bästa stället för ventilations placering är nära toppen av mögel i ett område som leder till en tom behållare för att låta spill elastomer till poolen.
7. Se till att väggtjockleken allt i formen är minst 1-1,5 cm om ABS-plast används för formar. Väggar ska vara styv nog att de inte väsentligt kommer att deformeras eller kollapsa när formstycken är under tryckspänningar från skruvar och gängstänger.
   OBS: Överskott väggtjocklek eller icke-bärande väggar kan tas bort om så önskas för att påskynda 3D-utskrifter av formstycken. Dessutom tunnare väggar och addition av urholkad sektioner kommer att minska den totala mängden material som används och den tillhörande kostnaden för detta material. Var medveten om att vissa FDM skrivare kommer att göra detta som standard och kan visa sig försvaga väggar mer än önskat.
8. För varje formstycke som önskas, undertrycka eller unsuppress respektive "Pressad Cut" eller "kretsade Cut" funktioner för att isolera den enskilda del av formen. Spara varje formstycke som en. STL-fil eller fil-typ kompatibla med 3D-skrivare som används. Se till önskad maskupplösning har valts.
9. Ladda STL-filer. In i 3D-skrivare. Skriv formelementen och vänta tills jobbet är klart.
10. Ta bort allt stödmaterial på formstyckena efter att de har skrivits ut.
    OBS: 3D-skrivare varierar i utskriftsupplösning med FDM-tryckta delarna generellt har sämre upplösning än SLA-tryckta delarna. Ytjämnhet kan reduceras efter en del har 3D tryckt antingen genom slipning ellergenom lätt kemisk upplösning behandling såsom beskrivs i diskussionen sektion.

2. Formaggregat

1. Bring formdelama samman för att bilda formrummet och rikta de genomgående hålen. Slide gängade stavar eller skruvar i de genomgående hålen.
   1. Valfritt: Om övergjutningar, placera de komponenter som ska övergjuten i formrummet medan montering av formstycken (Figur 7). Om det finns oro för övergjutna komponenter som rör sig i hålrummet under elastomeren injektion, kan en liten mängd silikon RTV bindemedel användas för att temporärt och svagt fästa komponenten på insidan av formhåligheten. Vänta 15 minuter för silikon eltejp för att bota.

Figur 7. Enhetliga Skyddande Components. A) </ Strong> Delvis monterade mögel som visar inriktningen av två rör i rostfritt stål, ett litet kretskort, och sex elektroder i formrummet. Positionering formstyckena i toppen av formen tillsammans med invaginationer i formbasen fysiskt begränsa rörelsen av alla komponenter under elast injektion. B) Zoom vy av botten av rikta komponenter nära formbasen.

2. Ge fast kompression på formen med hjälp av muttrar på varje ände av gängstängerna. En andra mutter på varje ände kommer att säkerställa muttrarna är låsta på plats och inte i förtid lossnar. Om du använder plastformar att nötter är på plats, men inte över-åt, för att förhindra mögel deformation.
3. Tillval: Täta luckor med silikon RTV och vänta 15 minuter för att bota. Detta är endast nödvändigt om lägre upplösning formar som de som produceras via FDM används. Begränsad upplösning och dåliga toleranser vid formdelningslinjerna kan skapa unwanted luckor. Alternativt kan ytan utjämning som förklaras i diskussionsavsnittet användas för att förbättra montering av delningslinjer.
4. Tillval: Applicera formsläpp till formrummet för att avformning lättare. Men detta kommer att belägga den slutliga anordningen med formsläppkemikalier.
5. Skapa en löpare eller sprue att leda in i formgrinden.
   1. Infoga en hulling-till-hane Luer-Lock-adaptern i porten av formrummet. Säkerställa en tight passform.
   2. Anslut denna till slangar med hulling-till-hona luer-lock-adaptrar på varje ände. Den exponerade kvinnliga Luer-Lock-adapter på den distala änden av tuben så småningom kommer att anpassa sig till en 50 ml spruta med luer-lock dricks.

3. Insprutningskammaren

1. Injektionskammaren är en modifierad off-the-shelf exsickator och bör skapas innan elastomer blandning eftersom arbetstiden för tvådelade elastomerer efter blandning är begränsad. Figur 8 visar användningen avinsprutningskammaren i injektionsprocessen.

Figur 8. Elastomer Injection Process. Animation som först visar modifieringar till en standard laboratorietorkapparat för att skapa injektionskammaren, och sedan visar manipulering av påtryckningar för att injicera flytande elastomer från en spruta in i en form. Klicka här för att se filmen.

Figur 9 är en schematisk, som beskriver hur man modifierar en exsickator för att skapa den färdiga injektionskammaren.

Figur 9. Cräta injektionskammaren. Injektion kammaren efter exsickator modifieringen är klar. Motsvarande steg i förfarandet är märkta i figuren.

Se Figur 10C och 10D för injektionskammaren används för att tillverka den intravaginala sonden.

1. 1. Borra två hål i den övre luckan på torkapparat lockkammarväggen.
   2. I båda hålen installera en vakuummärk genom väggen rörkoppling som korsar torklockväggen och skapar en tätning.
      Obs! Använd PTFE-tejp eller någon annan typ av rörtätning på komponenter med rör passande anslutningar för att säkerställa lufttäta tätningar. Använd slanghållarna på någon hullingförsedda tube adapters / beslag för att förstärka lufttäthet och förhindra att rören glider.
   3. Montera en vakuumtryckmätare på utsidan av locket för övervakning kammartryck. Detta uppnås genom att ansluta vakuummätaren till en av de genomgående vägg rördelar med vakuummärk pipe Karvar.
   4. Installera en luftdriven sprutadaptern på den inre sidan av locket på den andra genom väggen rörkoppling. Detta uppnås genom att ansluta sprutadaptern till genom-väggen rörkoppling med vakuummärk rör och rördelar.
   5. På den externa sidan av samma genom-vägg rörkoppling som har den bifogade luftdrivna sprut adapter, anslut en vakuummärk tee rörkoppling. På en gren av tee Rör, rördelar, anslut en förening vakuum / tryckmätare för övervakning injicera ledningstryck. Å andra grenen, anslut en vakuummärk trevägs L-ventil.
   6. Anslut en gren av den trevägs L-ventil till en längd av slang som leder till ett positivt lufttryck källa med rör och rördelar. Låt den andra grenen av den trevägs L-ventil osammanhängande för tillfället.
   7. De flesta exsickatorer har en inbyggd trevägs T-ventil på kammarväggen. Lägg Lang ansluta en gren av denna ventil till entee rörkoppling. Den andra grenen av ventilen kommer att förbli oansluten och exponerades för atmosfären i syfte att ventileringskammartrycket.
   8. Anslut en gren av utslags rörkopplingen till en längd av slangen är ansluten till en vakuumkälla. Anslut den andra grenen av utslagsröret koppling till den öppna tre sätt L-ventil grenen från steg 3.1.5 med hjälp av en lång slang och vakuummärk rör och rördelar.

4. Elastomer Mixing

1. Bestäm den approximativa volymen av elastomer önskas genom att undersöka den volym hos gjutformen mästare CAD-fil. Öka volymen med 5% att redovisa elastomer förlust vid överföring mellan kärl i de kommande stegen. Beräkna mängden av del A och del B i elastomer nödvändig baserat på tillverkarens föreslagna blandningsförhållande.
2. Placera en engångs plastmugg på en väga skala och slet och ryckte den. Häll del A och del B av elastomeren i engångs Plastic cupen. Alla färgämnen eller tillsatser bör även läggas vid detta steg.
3. Täta kopp öppning genom att man drar en plastpåse över den och förslutning med 3-4 gummiband.
4. Blanda i 2 min med en centrifugal-mixer för att säkerställa homogen blandning. Om en avgas inställning är tillgänglig, blanda ytterligare 1-2 minuter på inställningen degas. Om en centrifugalseparator bländare inte är tillgänglig, kan blandning för hand kan användas, men kan även införa mer luft i blandningen.
5. Förbered injektionsspruta elast genom användning av en kvinnlig luer-lock lock för att täta botten av en 50 ml spruta med luer-lock dricks. Fäst tätningen med Parafilm och 1 gummiband.
6. Överför elastomer ur plastmugg i luer-lock spruta på 50 ml. Om elastomer klamrar sig fast på väggarna i plastmugg, använder stora drag att sopa rest elastomer som klamrar sig fast på väggarna i plastmugg. Undvik många små streck för att minska införandet av luft i blandningen.
7. Opnella: Degas elastomer efter överföring i sprutan i centrifugal-blandare. Detta kan bidra till att påskynda avgasningsprocess som beskrivs i steg 3,8.
   1. Täta öppen baksida 50 ml Luer-Lock-spruta den genom med Parafilm och ett gummiband.
   2. Blanda med de degas inställning för 30 sek för att påskynda avgasningsprocessen.
      OBS: Radial blandare kanske inte har en adapter lämplig för att hålla 50 ml sprutor. Detta steg kan kräva konstruktion av en anpassad adapter för centrifugal-blandare, som kan göras i CAD och 3D tryckas.
   3. När du är klar, ta bort Parafilm och gummiband på baksidan av sprutan.
8. Placera sprutan med baksidan öppen i en exsickator och Degas för ca 30 min eller tills bubblor i elastomer elimineras. Var noga med att tänka på arbetstiden för den elastomer som används; lägre viskositet elaster kommer också avlufta snabbare. Ta sedan bort sprutan från torkapparaten. </ Li>
9. Placera kolven i baksidan av sprutan och ta av instängd luft.

Figur 10. Elastomer Blandning och injektion. A) Efter att den flytande elastomeren blandas och avgasas, är en sprutkolv införes i sprutan. Luft mellan kolven och elasten avlägsnas med hjälp av en sprutnål när kolven är införd. B) spruta med elast är fäst vid formen vid grinden via luer-lock-kopplingar. C) I insprutningskammaren är en modifierad exsickator som kan generera åtminstone 40 till 50 psi tryck över sprutkolven med hjälp av ett vakuum och positivt lufttryck tillförseln. D) formen efter insprutningen av elastomer med den injektionskammaren.

9. (Figur 10A).
   1. Advance sprutans nål och sprutkolven som behövs tills det inte finns någon synlig luftpelaren mellan sprutkolven och elastomer. Det är acceptabelt om små mängder av elastomer smita förbi tätningskanten av kolven.
   2. Ta bort sprutnålen.

5. Elastomer Injection

1. Ta bort den kvinnliga luer-lock locket på sprutan innehåller elastomer redo för injektion och anslut den manliga luer-lock spruta tips till den exponerade kvinnliga luer-lock-adapter i den sammansatta formen (Figur 10B).
2. Fäst luftdrivna sprutadaptern på baksidan av 50 ml sprutan med manliga luER-lock spets.
3. Placera både formen och den bifogade sprutan in i injektionskammaren. Vid denna punkt bör injektionskammaren ser som liknar figur 11.

Figur 11 Elastomer Injektion:.. Beginning insprutningskammaren avbildad i början av den flytande gummielastomer injektionsprocessen. Båda sidor av sprutkolven är utsatt för omgivande tryck.

4. Placera locket på insprutningskammaren, så att en lufttät försegling bildas.
5. Dra ut hela systemet inuti insprutningskammaren för vakuum.

Figur 12. ElastomerInjektion:. Middle Stängning av 3-vägsventil nära botten på inställningstätningar insprutningskammare och tillåter båda sidor av sprutkolven dras till ett negativt tryck.

5. 1. Vrid båda tre-vägs ventiler på injektionskammaren så att vakuumkällan är kontinuerlig med exsickatorn kammaren och luftpelare bakom sprutkolven.
   2. Dra försiktigt ut ett vakuum tills ca -14,5 psi uppnås (Figur 12). Låt vakuum på att bibehålla detta tryck. Avlägsnande av luft kommer att förhindra bubblor från att ansamlas i formrummet och för att minska tomrummen i den elastomerenheten.
6. Push positivt tryck på baksidan av sprutkolven.

. Figur 13 Elastomer Injektion:End. Vridning av 2-vägsventilen på toppen av installationen tillåter applicering av positivt lufttryck bakom sprutkolven, generera åtminstone 40 till 50 psi.

6. 1. Vrid tre-vägs L-ventil för att bryta förbindelsen mellan vakuumkällan och samtidigt fastställa ett samband mellan den positiva tryckluften och baksidan av sprutkolven.
   2. Gradvis ramp upp övertryck från lufttillförseln till åtminstone 25-35 psi uppnås (Figur 13). Högre tryck är möjliga beroende på styrkan av slanganslutningar används på injektionskammaren apparat.
   3. Vänta tills sprutkolven har nått botten av sprutan eller tills elastomeren flyter ut av formhålen. Dessa indikerar injektionen är klar.
7. Returnera insprutningskammaren tillbaka till atmosfärstryck.
   1. Stäng av både vakuum och positivt lufttryck leveranser.
   2. Vrid gradvistrevägs-L-ventil kopplad till luftdrivna sprutadaptern tillbaka så det är stängd för lufttillförsel och öppen för vakuumkällan. Detta bör ventilera alla övertryck.
   3. Vrid tre-vägs T-ventil för att ventilera resterande trycket i kammaren till atmosfärstryck.
8. Ta ut formen och förbereda för elastomerhärdning.
   1. Öppna kammaren och avlägsna mögel.
   2. Lossa luftdrivna sprutadaptern från baksidan av sprutan.
   3. Lossa sprutan och slangen med två hulling-till-hona luer-lock-adaptrar.
   4. Placera en kvinnlig luer-lock cap på den exponerade hanänden av hulling-to-male Luer-Lock-adapter som är ansluten till formens grind för att förhindra att elasten från att strömma ut ur formrummet.

6. Elastomer Härdning och avformning

1. Placera formen i en torkugn och härda elastomeren. Rådgör elastomer tillverkarens specifikationer för determine härdningstiden och temperaturen. Silikonblandningen för intravaginal prob som demonstreras härdas vid 70 ° C under 5 timmar.
2. När elastomer är botad, ta bort mögel från ugnen.
3. Urformningstid det fullständigt härdade elastomerenhet.
   1. Ta bort muttrar och gängstänger eller skruvar ur formen.
   2. Valfritt: Om silikon eltejp användes för att täta luckor vid delningskanterna, använd en skalpell för att försiktigt skära in i silikon eltejp så benan kanterna kan separeras.
   3. Använd en skalpell för att skära bort och skilja apparaten från extra elastomermaterial vid grinden eller ventiler. Använd en skalpell för att skära bort någon blixt som kan ha bildats vid formdelningskanterna.
4. Rengör formarna med våtservetter och oförstörande lösningsmedel, såsom isopropylalkohol.

Representative Results

Formen och intravaginal sond i figurerna 14 och 15 visar representativa resultat av förfarandet som presenteras i denna artikel.

Figur 14. Helt monterade Mögel. Komplett monterad gjutform för intravaginal sondenhet.

Final intravaginal sondenhet. A) Figur 15. Intravaginal Probe Device. Framifrån av koppliknande spets enheten. B) från sidan i samma enhet. Den skålliknande konstruktion består av sex övergjutna titanelektroder, liksom ett rör av rostfritt stål som fungerar som en kvinale behållare för en fiberoptisk sond.

Särskild användning av denna anordning beskrivs i Etemadi et al ^12,13. Den form som används för att skapa den intravaginala prob tillverkad av ABS430 material med användning av en Dimension uPrint Plus 3D-skrivare. En form för intravaginal prob krävs cirka 1 rulle av ABS430 material kostar $ 140 per rulle. Det tog ungefär 1,5 dagar för att skriva ut alla åtta bitar av formen.

En medicinsk kvalitet tvådelade platina botemedel silikon utformad för LIM applikationer (PN40029) användes i denna ansökan. Skyddande i bulk silikon är anpassade rör av rostfritt stål, en modifierad USB-kabel, flera trådar, och titanelektroder, som hålls på plats under silikon injektion via noggrant utformade inriktning och positionering geometrier i formen. Ett av rören är exponerad vid basen av den koppliknande struktur på intravaginal prob och har ett glasfönster på änden av röret för att verkasom ett honuttag för ett fiberoptiskt knippe som används för optiska mätningar. Detta är den enda externa funktion som lades till efter att silikon var botad och ur formen med hjälp av den dokumenterade processen.

Specifika resultat kan variera beroende på den önskade geometrin och om övergjutning behövs eller inte. Den intravaginal sonden visar att skapandet av komplexa geometrier såsom en tunn kopp-liknande struktur är möjlig med FDM 3D-skrivare, men enklare geometrier sannolikt skulle kräva färre formstycken, mindre formmaterial, och skulle vara snabbare att 3D-utskrift. Användning av högre upplösning 3D-utskriftsteknik, t.ex. SLA kanske kan ge högre upplösning, finare geometrier, och överlägsen ytfinish som kan eliminera behovet av att manuellt avsluta formar. Med hjälp av den teknik som beskrivs, kan övergjutning av många olika komponenter åstadkommas så länge mögel design genomförs noggrant.

Discussion

Av alla de steg som beskrivs, är det mest avgörande för framgång noggrann mögel design. Formen Befälhavaren bör skapas som en fast kropp med externa geometrier lika med den sista enheten. Dessa geometrier bör justeras med hänsyn till eventuellt material krympning på grund av den valda elastomer samt skrivare 3D-upplösning och toleranser. Placering av mögel delningslinjer och genomgående hål för gängstänger och skruvar är beroende av varandra. Lägga till delningslinjerna ökar antalet linjära och rotationsfrihetsgrader för formaggregatet. Genomgående hål och gängade stänger och skruvar agera för att begränsa dessa samma frihetsgrader. Formen skall vara utformad så att den begränsar alla linjära och roterande frihetsgrader när färdigmonterad, samtidigt som ett borttagande av en fullt härdad elastomer enhet när de tvångsgängstänger och skruvar tas bort. Om den härdade elasten är tämligen elastiskt deformerbar, kan delningslinjer definieras såsom thatt funktioner överhäng en annan något sedan härdad anordningen kan skjutas eller dras ut ur formstycken. Om övergjutna komponenter önskas, måste mögel design också ge positioneringsfunktioner för att begränsa förflyttning av övergjutna komponenter i ett helt monterat mögel. Mold delningslinjer skall väljas omsorgsfullt för att minimera antalet formdelar som är nödvändiga för att producera den önskade elastomerenheten. Minimering av antalet formstycken och delningslinjerna minskar potentialen för gradbildning och minskar antalet genomgående hål som är nödvändiga för att komprimera formstyckena under formaggregatet. Från vår erfarenhet, varar en ABS mögel cirka 20 användningar innan ABS-plast slits ut, sprickor, eller fluga på grund av kompressions spänningar och värmecykler.

När formstycken har tryckt med FDM 3D-skrivare, kan flera ändringar göras i formelementen. I vissa fall kan formstycken tillverkade av FDM 3D-skrivare har OTILLRÄCKLnt upplösning för att producera perfekt flush ytorna vid delningslinjerna, vilket resulterar i ett litet gap, som kan leda till gradbildning såväl som läckage av flytande elastomer. Om detta sker, kan användning av ett tunt skikt av RTV-silikon vid delningslinjerna av en hopmonterad form förhindra läckage av flytande elastomer genom formdelningslinjer. Alternativt kan ytan utjämning åstadkommas antingen genom att lägga till extra material för att formelementen (överdimensionering av dem) och slipning till slutliga dimensioner eller genom behandling av ABS med aceton, som gradvis löser sig i plasten. Dessa metoder kan försiktigt användas för att finjustera formgeometrier vid delnings kanterna för att minska blixtbildning. Men man måste vara försiktig när du lösa formytor, eftersom detta kommer att kemiskt minska styrkan av plast, vilket gör det lättare för sprickbildning och krackelering. Detta kan minska livslängden på formen och även påverka konsistens ytgeometrier mellan formarna. Vidare är det svårt att styra uniformity av mögel upplösning, som kan orsaka små variationer i formgeometri. Detta kan bli ett problem om flera olika formar används för att tillverka apparater. För att komma runt detta problem, kan högre upplösning 3D trycktekniker användas för mögel produktion. En annan fördel med att använda en högre upplösning mögel eller aceton behandlade formen är den extra lätt att separera elastomerenheten från ABS molder under urtagning ur formen. Alternativt kan formsläppning användas för att belägga formrummet för att bistå urformning. Men för intravaginal sonden demonstreras i detta förfarande, formsläpp specifikt undvikas på grund av den potentiella risken för att införa formsläpp kemikalier i vaginala miljön. Försiktighet bör också vidtas för att säkerställa att utvalda formmaterialet inte inhiberar härdning av elastomeren.

En utmaning vid övergjutningskomponenter i silikonelastomer, såsom en som används för intravaginal prob, som är vidhäftande silikon och metall ärnotoriskt svårt. Ett krav för intravaginal sonden var att låta små luckor på de materiella gränssnitt för att inträffa om silikon deformeras elastiskt. Detta återspeglar önskan att tillåta den koppliknande struktur på intravaginal prob för att flexa och sträcka som en hylsa runt cervix samtidigt säkerställa vattentäthet mellan både metall-och silikon delar av anordningen. Vattentäthet var nödvändigt på grund av riktlinjer för mänskliga experiment för rengöring och sterilisering av enheten i väteperoxidplasma. Detta krav uppfylldes efter urtagning ur formen anordningarna genom att noggrant anbringa en medicinsk silikon till metall vidhäftande primer till förbindningspunkten mellan silikonanordningskroppen och metallkomponenterna och sedan tillämpa rumstemperatur härdning (RTV) silikon på de metall-elastomer-korsningar. Ytterligare en metod som används för att förbättra vidhäftningen mellan metall och silikon var att designa alla inbäddade metallkomponenter med runda fenor. Vid injektion, är utrymmet mellan fenorna filled med flytande silikon, som sedan stelnar under härdning. Denna konstruktionsegenskap tillåter spänningar som ska överföras från den silikonkropp till metallkomponenter samtidigt minska tendensen för gapet bildning mellan metall och silikon.

Även om det finns många fördelar i samband med användning av ABS-baserade FDM 3D-skrivare-nämligen snabba utskriftshastigheter, låg kostnad, och överflöd av kontraktstryckeritjänster som använder teknik dessa måste fördelarna vägas noga med avseende på de avvägningar som är görs. ABS-baserad 3D-skrivare möjliggör en rapid prototyping och iterativ utveckling synsätt medan ABS sig är lämplig för gjutning många elastomerer, eftersom det i allmänhet är kemiskt inert ^14,15. Emellertid har ABS-plast en värmedeflektionstemperatur på ca 90-100 ° C, vilket begränsar den maximala arbetstemperaturen vid cirka 70 ° C ^16. Detta innebär att en högre härdningstemperaturer inte kan åstadkommas med användning av ABS-formar. ETTsa resultat var härdningstiden hos elastomeren som används för intravaginal prob ökade från 3 min vid 175 ° C till 5 timmar vid 70 ° C. Om högre härdningstemperaturer föredras, kan en överväga att använda andra FDM material såsom polykarbonat. Användning av SLA-baserad 3D-utskrifter gör den finaste formupplösning möjligt och erbjuder ett brett urval av hartsmaterial. Emellertid fortsätter avancemang i FDM-tekniken avslutas upplösningen gapet mellan de två teknikerna. Medan FDM baserade formar som används för att skapa den intravaginal proben hade ett lager upplösning på 254 nm, kan nyare FDM maskiner uppnår 100 ìm resolutioner och nedan. SLA-baserad 3D-utskrifter är i allmänhet dyrare och mer tidskrävande än FDM-baserad 3D-utskrifter, och mycket färre anläggningar har internt SLA utrustning. Dessa faktorer gör FDM 3D-skrivare mer lämpade för låg kostnad snabb iterativ utveckling. I själva verket är SLA vanligen används för prototyper och små volymer körningar av polyuretan enheter genomskriver en form mästare och kastar en silikonform runt formen befälhavaren att skapa formen för polyuretan injektion. Fördelen med att använda silikon som ett formmaterial är att det är en värmehärdande polymer och kommer inte att smälta vid högre härdningstemperaturer. Emellertid är det svårt eller omöjligt att avskärma silikonformen i många bitar för att generera komplexa formar, såsom den intravaginala sondanordningen; Dessutom, kan anpassningar för övergjutningar vara lika utmanande. Resultatet är att silikon formar som tillverkas med denna metod är i allmänhet två-delade formar och kräver traditionell LIM utrustning för insprutning av polymer in i formhålrummet. Medan denna metod är inte så dyrt som traditionell LIM injektion, är den totala kostnaden för prototyper med hjälp av denna metod fortfarande ganska dyrt och är mer tidskrävande än den beskrivna protokollet för att använda FDM 3D-skrivare och en modifierad exsickator för elastomer injektion. Andra fördelar med de föreslagna metoderna inkluderar möjligheten att directly print formelement utan att först skapa en fysisk form mästare, samt det faktum att den här tekniken inte kräver investeringar i kostsamma SLA eller LIM utrustning.

Den föreslagna metoden möjliggör snabba prototyper av elastomer enheter med komplexa geometrier och krav, vilket är ett kännetecken för områden som medicintekniska produkter. Avsaknaden av standardiserade eller dokumenterade metoder för att snabbt förflytta dig elastomer enheter har bidragit till att bromsa och kostsam utveckling av medicintekniska produkter. Den inneboende flexibiliteten i processen som beskrivs i detta manuskript möjliggör nästan vilken geometri som ska byggas och övergjutningar krav som skall uppfyllas. Den kan användas för att snabbt och billigt iterate enhets prototyper tidigt i utvecklingsprocessen medicinska enheten. Detta är särskilt användbart i resursbegränsade miljöer såsom akademiska laboratorier eller nystartade miljöer där 3D-skrivare är allt vanligare, men LIM utrustningen är sällsynt. Dessutom, CAD-modeller som produceras i denna process kan överföras till framtida tillverkningsprocesser och kan användas för att underlätta produktion av traditionella metallformar som används för LIM. Även om denna teknik visades för medicinteknisk utveckling med intravaginal sondanordningen, kan protokollet enkelt anpassas för andra områden och tillämpningar där låg kostnad, låg volym, och snabb iterativ utveckling av elastomerbaserade enheter är önskvärda.

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)