This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.
यह योगदान अचालक इलास्टोमेर ट्रांसड्यूसर (DETS) के निर्माण की प्रक्रिया को दर्शाता है। DETS दो अनुरूप इलेक्ट्रोड के बीच बैठा एक elastomeric अचालक झिल्ली से मिलकर stretchable capacitors रहे हैं। इन ट्रांसड्यूसर की बड़ी प्रवर्तन उपभेदों actuators के रूप में इस्तेमाल किया जब (300% से अधिक क्षेत्र में तनाव) और उनके नरम और आज्ञाकारी प्रकृति विद्युत ट्यून करने योग्य प्रकाशिकी, haptic राय उपकरणों, लहर-ऊर्जा संचयन, विरूप्य सेल सहित आवेदन की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए दोहन किया गया है -culture उपकरणों, आज्ञाकारी grippers, और एक जैव-प्रेरित मछली की तरह हवाई पोत की प्रणोदन। ज्यादातर मामलों में, DETS एक वाणिज्यिक मालिकाना एक्रिलिक elastomer के साथ और कार्बन पाउडर या कार्बन तेल के हाथ से लागू इलेक्ट्रोड के साथ बना रहे हैं। इस संयोजन viscoelastic रेंगना और एक छोटे से जीवन भर का प्रदर्शन गैर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और धीमी गति से actuators के लिए होता है। हम यहाँ पतली elastomeric सिलिकॉन पर आधारित DETS की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य निर्माण के लिए एक पूरी प्रक्रिया प्रवाह पेशपतली सिलिकॉन झिल्ली, झिल्ली रिहाई और prestretching, मजबूत अनुरूप इलेक्ट्रोड, विधानसभा और परीक्षण की patterning के कास्टिंग सहित ई फिल्मों,। झिल्ली रिहाई की आसानी के लिए एक पानी में घुलनशील बलि परत के साथ लेपित लचीला पॉलीथीन terephthalate (पीईटी) substrates पर डाल रहे हैं। इलेक्ट्रोड एक सिलिकॉन मैट्रिक्स में बिखरे कार्बन ब्लैक कणों से मिलकर बनता है और वे लागू कर रहे हैं, जिस पर अचालक झिल्ली के लिए एक उच्च आसंजन है कि वर्तमान अनुरूप इलेक्ट्रोड ठीक से परिभाषित करने के लिए होता है, जो एक मुद्रांकन तकनीक का उपयोग करते हुए नमूनों।
ढांकता हुआ इलास्टोमेर ट्रांसड्यूसर (DETS) इस प्रकार एक रबड़ संधारित्र 1 गठन, दो अनुरूप इलेक्ट्रोड के बीच sandwiched (आमतौर पर 10-100 माइक्रोन मोटी) एक elastomeric अचालक झिल्ली, से मिलकर बनता है कि मुलायम उपकरणों रहे हैं। DETS बहुत बड़ी उपभेदों के उत्पादन में सक्षम actuators के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, 2 नरम तनाव सेंसर 3, या के रूप में मुलायम बिजली जनरेटर 4 (ऊपर 1,700% की सतह तनाव का प्रदर्शन किया गया है)। Actuators के रूप में इस्तेमाल करते हैं, एक वोल्टेज दो इलेक्ट्रोड के बीच लागू किया जाता है। उत्पन्न विद्युत बल (चित्रा 1) 1 इसकी सतह क्षेत्र इसकी मोटाई कम करने और बढ़ रही है, अचालक झिल्ली निचोड़ कर रख। Actuators के अलावा, एक ही मूल संरचना (पतली इलास्टोमेर झिल्ली और stretchable इलेक्ट्रोड) यांत्रिक विरूपण से प्रेरित समाई के परिवर्तन का लाभ लेने, तनाव सेंसर या ऊर्जा संचयन उपकरणों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। अचालक इलास्टोमेर एक द्वारा उत्पन्न बड़े उपभेदोंctuators (DEAS) और उनके नरम और आज्ञाकारी प्रकृति ऐसी मछली की तरह हवाई पोत 8 प्रेरित एक जैव विद्युत ट्यून करने योग्य लेंस 5, रोटरी मोटर्स 6, विरूप्य सेल संस्कृति उपकरणों 7, और प्रणोदन के रूप में कई अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया गया है।
यह बहुत बड़ी प्रवर्तन उपभेदों एक प्रदर्शन करने के लिए दिखाया गया है, क्योंकि अधिकांश DETS साहित्य में सूचना दी, अचालक इलास्टोमेर झिल्ली के रूप में VHB नामित 3M से एक मालिकाना एक्रिलिक इलास्टोमेर फिल्म का उपयोग करें। फिल्म बनाने में इस सामग्री की उपलब्धता (प्रवर्तन तनाव अलग सेट), यह इस तरह इसकी प्रतिक्रिया की गति को सीमित कि यांत्रिक नुकसान और viscoelastic रेंगना के रूप में महत्वपूर्ण कमियां है, के एक नंबर है, भले ही यह भी DET अनुप्रयोगों के लिए अपनी व्यापक उपयोग में एक महत्वपूर्ण कारक है एक छोटा सा ऑपरेटिंग तापमान रेंज, और फाड़ के लिए एक प्रवृत्ति। इसकी तुलना में, सिलिकॉन elastomers भी 1,000 गुना तेजी से एक प्रतिक्रिया की गति के साथ उपकरणों के लिए अग्रणी DETS के लिए अचालक झिल्ली के रूप में इस्तेमाल किया जा सकताकारण उनके बहुत कम यांत्रिक नुकसान से 9 एक्रिलिक इलास्टोमर, की तुलना में। इसके अलावा, वे अतिरिक्त डिजाइन स्वतंत्रता देता है जो hardnesses की एक बड़ी रेंज में उपलब्ध हैं। हालांकि, सिलिकॉन आमतौर पर DETS के लिए प्रयोग की जाने वाली पतली झिल्ली में लागू किया जाना चाहिए, जो एक चिपचिपा आधार रूप में बेचा जाता है। झिल्ली की मोटाई स्वतंत्र रूप से चुना जा सकता है और निर्माता द्वारा नहीं लगाया गया है के रूप में premade फिल्मों के लिए मामला है बहरहाल, यह है, फिर भी आजादी की एक अतिरिक्त डिग्री प्रदान करता है।
इस प्रोटोकॉल एक अचालक इलास्टोमेर actuator के निर्माण से पता चलता है। हालांकि, यह भी ऊर्जा संचयन उपकरणों और तनाव सेंसर सहित एक व्यापक अर्थों में अचालक इलास्टोमेर ट्रांसड्यूसर, के निर्माण के लिए कोई संशोधन करने के लिए थोड़ा के साथ लागू किया जा सकता है। हम यहाँ एक पानी में घुलनशील बलि परत के साथ लेपित लचीला पीईटी substrates पर पतली (10-100 माइक्रोन) सिलिकॉन फिल्मों के बड़े क्षेत्र (ए 4) कास्टिंग के लिए एक तरीका मौजूद है। बलि परत बलों अनुरोध कम कर देता हैइस प्रकार रिलीज के दौरान झिल्ली के यांत्रिक विरूपण को कम करने, सब्सट्रेट से सिलिकॉन झिल्ली को अलग करने के uired। फिल्म की विकृति के कारण तनाव प्रेरित नरमी (मुलिंस प्रभाव) को अनिसोट्रोपिक यांत्रिक गुणों के लिए नेतृत्व कर सकते हैं 10 और इसलिए बचा जाना चाहिए। इलेक्ट्रोड एक DET का दूसरा प्रमुख घटक हैं। उनकी भूमिका elastomeric झिल्ली की सतह पर विद्युत शुल्क वितरित करने के लिए है। एक विश्वसनीय क्रियाकारक का उत्पादन करने के लिए, इलेक्ट्रोड, अपमानजनक खुर delaminating, या चालकता को खोने के बिना 20% से अधिक दोहराया उपभेदों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए; यंत्रवत् संरचना 11 ठोस बनाना नहीं करने के लिए इसके अलावा, वे अनुरूप होना चाहिए। शिकायत इलेक्ट्रोड बनाने के लिए मौजूद है कि विभिन्न तकनीकों के अलावा, हाथ से लागू कार्बन ब्लैक कणों या कार्बन तेल दो सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तरीकों 11 हैं। हालांकि, इन तरीकों में काफी कुछ नुकसान है: हाथ से आवेदन डिवाइस के miniaturization रोकताएस, गैर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम होता है और समय लेने वाली है। इसके अलावा, कार्बन पाउडर या तेल झिल्ली का पालन नहीं करता और इस विधि द्वारा उत्पादित इलेक्ट्रोड पहनते हैं और यांत्रिक घर्षण के अधीन हैं। इसके अलावा, तेल के मामले में बाध्यकारी द्रव अचालक झिल्ली में फैलाना और अपने यांत्रिक गुणों को संशोधित कर सकते हैं। संयुक्त राष्ट्र समझाया कार्बन पाउडर या तेल इलेक्ट्रोड के जीवनकाल के फलस्वरूप काफी कम है। यहाँ, हम इस प्रकार 0.5 मिमी करने के लिए नीचे सुविधाओं के साथ तेजी से और reproducibly पैटर्न सटीक इलेक्ट्रोड, करने के लिए अनुमति देता है, एक सटीक डिजाइन एक नरम सिलिकॉन स्टांप के माध्यम से झिल्ली को सौंप दिया है, जिसमें एक मुद्रांकन तकनीक नामित पैड मुद्रण से शिकायत कर इलेक्ट्रोड की patterning प्रस्तुत करते हैं। लागू किया समाधान के लिए उन्हें बहुत लचीला और यांत्रिक घर्षण के लिए प्रतिरोधी और पहनने के लिए कर रही है, इस प्रकार elastomeric झिल्ली को मजबूत आसंजन के साथ ठीक इलेक्ट्रोड के लिए अग्रणी, आवेदन के बाद पार से जुड़े है, जो एक सिलिकॉन मैट्रिक्स में कार्बन ब्लैक का एक मिश्रण के होते हैं।
निम्नलिखित प्रोटोकॉल ठीक नमूनों अनुरूप इलेक्ट्रोड के साथ तेज और विश्वसनीय DEAS निर्माण के लिए आवश्यक सभी कदम का वर्णन है। इस इलेक्ट्रोड, विधानसभा, बिजली के कनेक्शन और परीक्षण की झिल्ली कास्टिंग और prestretching, patterning और संरेखण भी शामिल है। चित्रा 2 में दिखाया गया के रूप में वीडियो के प्रयोजन के लिए, हम एक गियर के आकार इलेक्ट्रोड के साथ एक सरल में विमान क्रियाकारक बनाना। क्रियाकारक दो अनुरूप इलेक्ट्रोड नमूनों हैं, जिस पर एक झिल्ली धारक पर फैला एक पतली सिलिकॉन झिल्ली के होते हैं। एक actuator फ्रेम तो नीचे इलेक्ट्रोड के लिए बिजली के संपर्क उपलब्ध कराने के लिए डाला जाता है। 3 actuator के विभिन्न घटकों के साथ विधानसभा की एक विस्फोट को देखने से पता चलता है। वीडियो में महसूस डिवाइस DEAS के बुनियादी सिद्धांत का प्रदर्शन परे कोई व्यावहारिक आवेदन किया है, विशिष्ट अनुप्रयोगों के उद्देश्य से विभिन्न प्रवर्तक, ऐसे में ठीक उसी प्रक्रिया का उपयोग किया गया है,आदि नरम grippers, ट्यून करने योग्य लेंस, ट्यून करने योग्य मिमी-लहर चरण shifters, के रूप में
इस प्रकार के रूप निर्माण की प्रक्रिया में संक्षेप किया जा सकता है। झिल्ली की ढलाई के लिए इस्तेमाल पीईटी सब्सट्रेट पर एक पानी में घुलनशील बलि परत को लागू करने से शुरू करते हैं। इस संभावित झिल्ली को नुकसान पहुंचा सकता है कि जारी प्रक्रिया के दौरान अत्यधिक विरूपण से बचा जाता है। सिलिकॉन तो एक पतली परत में casted और एक ओवन में ठीक हो जाता है। सिलिकॉन कोटिंग के साथ ए 4 पीईटी चादर 55 मिमी व्यास के परिपत्र डिस्क में कटौती, और लचीला prestretch का समर्थन करने के लिए अटक गई है। prestretch समर्थन बलि परत रिहाई और prestretching चरणों के दौरान झिल्ली में हेरफेर करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। पीईटी सब्सट्रेट से झिल्ली को अलग करने के लिए, यह बलि परत भंग करने के लिए गर्म पानी में डूबा हुआ है। यह प्रक्रिया झिल्ली काफी उस पर खींचने के लिए बिना रिहा होने की अनुमति देता है। झिल्ली freestanding है एक बार, यह prestretched जा सकता है। Prestretching यंत्रवत् फ्रेम धारण करने पर यह तय करने से पहले में विमान झिल्ली खींच में होते हैं। इस चरण में उत्पन्नऐसे प्रदर्शक के रूप में तेहरा तन्यता झिल्ली में सेना और में विमान अचालक इलास्टोमेर actuators के लिए आवश्यक है, यहाँ का उत्पादन किया जा रहा। प्रोटोकॉल में, हम सम-द्विअक्षीय दोनों में विमान दिशाओं में, यानी, एक समान खींच मूल्य खींच उपयोग करें। हालांकि, आवेदन के आधार पर अलग अलग prestretching विन्यास ऐसे अक्षीय (झिल्ली दूसरी दिशा में आराम करने के लिए अनुमति दी है, जबकि केवल एक्स या वाई साथ खींच), या अनिसोट्रोपिक (एक्स और वाई-साथ विभिन्न मूल्यों) के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता।
एक तकनीक बुलाया पैड मुद्रण ठीक पैटर्न के लिए ठीक झिल्ली पर मिमी आकार इलेक्ट्रोड को परिभाषित करने की अनुमति देता है जो prestretched सिलिकॉन झिल्ली, पर एक शिकायत इलेक्ट्रोड प्रयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में, स्याही एक क्लिच (डिजाइन झिल्ली 13 को हस्तांतरित किए जाने से पहले etched है मुद्रित, और बाद में एक चिकनी सिलिकॉन स्टांप द्वारा क्लिच से उठाया जाएगा, जिस पर एक स्टील प्लेट) पर एक डॉक्टर ब्लेड के साथ लागू किया जाता है। कभीY डिजाइन अपनी खुद क्लिच की आवश्यकता है। ये ज्यामिति के एक इलेक्ट्रॉनिक ड्राइंग से उन्हें उपज है, जो विशेष कंपनियों से आदेश दिया जा सकता है। एक stretchable प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड बनाने के लिए, एक polymeric मैट्रिक्स 18,19 में पाउडर फैलाने homogenously कार्बन ब्लैक के संकुलन तोड़ने के लिए और करने के लिए एक अच्छी तरह से जाना जाता है तकनीक है जो गेंद मिलिंग, का उपयोग कर कतरनी बलों द्वारा एक सिलिकॉन मैट्रिक्स में कार्बन ब्लैक फैलाने।
जब मुद्रण, यह डिजाइन झिल्ली फ्रेम करने के लिए एक सटीक स्थिति और उन्मुखीकरण रिश्तेदार के साथ छपी है कि महत्वपूर्ण है। ऐसा करने के लिए, एक सटीक XY-θ चरण और एक एलाइनर का उपयोग करें। एलाइनर झिल्ली फ्रेम के रूप में एक ही आकार में PMMA का एक टुकड़ा है और एक सीएनसी लेजर उकेरक का उपयोग कर इसकी सतह पर etched इलेक्ट्रोड डिजाइन किया है। झिल्ली पर मुद्रण से पहले हम संरेखण की जाँच करने के संरेखण प्लेट पर प्रिंट। मुद्रित डिजाइन etched डिजाइन मैच नहीं करता है तो हम दो डिजाइन overl तक XY-θ मंच समायोजितएपी (चित्रा 4H)। प्रोटोकॉल में, ऊपर और नीचे इलेक्ट्रोड एक ही डिजाइन किया है, इसलिए पैड छपाई मशीन दो इलेक्ट्रोड के अनुप्रयोगों के बीच अछूता नहीं छोड़ा जा सकता है। हालांकि, कुछ मामलों में, इलेक्ट्रोड geometries के ऊपर और नीचे इलेक्ट्रोड के लिए अलग-अलग हैं। झिल्ली (कदम 3.4.3 और 3.4.4 के बीच, यानी) शीर्ष इलेक्ट्रोड के इलाज के लिए ओवन में हैं, जबकि उस मामले में, यह जगह में आयोजित क्लिच ब्लॉक (क्लिच से मिलकर विधानसभा को दूर करने के लिए आवश्यक है पैड छपाई मशीन से inkpot के साथ एक चुंबकीय ब्लॉक) पर। फिर, स्थापित क्लिच नीचे इलेक्ट्रोड डिजाइन के साथ एक के लिए विमर्श किया जाना चाहिए। क्लिच ब्लॉक ले जाया गया है, क्योंकि यह दूसरे इलेक्ट्रोड के डिजाइन के साथ etched एक एलाइनर प्लेट का उपयोग कर एक नया संरेखण प्रक्रिया (3.3 कदम) का संचालन करने के लिए आवश्यक है। दोनों इलेक्ट्रोड लागू कर रहे हैं, वे च प्रभार है कि आपूर्ति के लिए एक बाहरी ड्राइविंग सर्किट से जुड़े होने की जरूरत हैया प्रवर्तन। शिकायत इलेक्ट्रोड और ड्राइविंग इलेक्ट्रॉनिक्स के बीच बिजली के कनेक्शन बनाने के लिए अलग अलग समाधान कर रहे हैं। इधर, प्रोटोटाइप के लिए अच्छी तरह से अनुकूल एक विधि चिपकने से ढके फ्रेम और प्रवाहकीय टेप (चित्रा 3) का उपयोग करते हुए दिखाया गया है। बैच उत्पादन के लिए, तांबा पैड इलेक्ट्रोड से संपर्क करने के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों के उपयोग के लिए एक बेहतर विकल्प (एक वाणिज्यिक पीसीबी के साथ किए गए एक डिवाइस का एक उदाहरण के लिए चित्रा 10A देखें)।
प्रक्रिया प्रवाह के कदम से ज्यादातर के लिए वाणिज्यिक उपकरण या उत्पादों का प्रयोग करें। दो अपवाद सिलिकॉन झिल्ली और prestretching कदम की मोटाई की माप कर रहे हैं। मोटाई माप के लिए, एक collimated सफेद प्रकाश स्रोत (स्थान आकार <1 मिमी) झिल्ली से गुजर और एक स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा एकत्र से मिलकर एक घर का बना सफेद प्रकाश संचरण व्यकिकरणमीटर का उपयोग करें। एक फू के रूप में प्रेषित प्रकाश की तीव्रता का हस्तक्षेप किनारे की अवधितरंग दैर्ध्य की nction झिल्ली 20 की मोटाई की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है। अन्य तरीकों मोटाई मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि ध्यान दें, लेकिन वे गैर विनाशकारी होना चाहिए, और आदर्श संपर्करहित बहुत पतली झिल्ली विरूपण से बचने के लिए। झिल्ली के prestretching के लिए, त्रिज्यात विस्थापित किया जा सकता है, जो 8 धातु उंगलियों के होते हैं जो एक घर का बना रेडियल prestretcher, का उपयोग करें। Prestretch समर्थन स्ट्रेचर (चित्रा 4E) की उंगलियों के लिए अटक जा सकता है, ताकि एक झिल्ली prestretch करने के लिए, उंगलियों के अंदर की ओर चले गए हैं। झिल्ली prestretch करने के लिए, उंगलियों के इस प्रकार प्रभावी झिल्ली की prestretching-द्विअक्षीय सम करने के लिए अग्रणी, सिलिकॉन झिल्ली के व्यास बढ़ रही है, बाहर की ओर चले गए हैं। आठ उंगलियों जिसका रोटेशन उंगलियों के रेडियल जुदाई (चित्रा 5) को परिभाषित करता है एक वलय, से जुड़े हैं।
यहाँ प्रस्तुत एक महत्वपूर्ण है, जैसे कि एक कुशल और अच्छी तरह से स्थापित प्रक्रिया प्रवाह होनेमजबूत और विश्वसनीय हैं कि प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य उपकरणों के विनिर्माण के लिए। यह चुनने और आवेदन करने के लिए झिल्ली के गुण सिलाई की अनुमति देता है के रूप में पूर्व बनाया फिल्मों को खरीदने की तुलना में, पतली इलास्टोमेर झिल्ली कास्टिंग, ज्यादा डिजाइन स्वतंत्रता देता है। सिलिकॉन elastomers के मामले में उदाहरण के लिए, तोड़ने में कठोरता और बढ़ाव अलग श्रृंखला लंबाई और पार से जोड़ने के घनत्व के साथ उत्पादों का चयन करके चुना जा सकता है, और मोटाई कास्टिंग प्रक्रिया का समायोजन करके अलग किया जा सकता है। दूसरा बिंदु पूर्व बनाया फिल्मों के साथ संभव नहीं है, जो स्वतंत्र रूप से अंतिम झिल्ली मोटाई और prestretch चुनने के लिए उदाहरण के लिए अनुमति देता है।
सबसे उपकरणों ही झिल्ली पर सक्रिय और निष्क्रिय क्षेत्रों से मिलकर बनता है के रूप में की क्षमता एक छोटे पैमाने (उप मिमी के लिए सेमी) पर ठीक पैटर्न इलेक्ट्रोड के लिए, यह भी DEAS के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। इस इलेक्ट्रोड आकार ठीक झिल्ली पर परिभाषित किया जाना चाहिए कि निकलता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोड दोनों पक्षों पर लागू किया जाना चाहिए के रूप मेंएक ठीक से परिभाषित आकार के अलावा, इलेक्ट्रोड भी ठीक झिल्ली पर तैनात किया जाना चाहिए: झिल्ली के कारण, यह एक दूसरे के सापेक्ष दो इलेक्ट्रोड संरेखित करने के लिए आवश्यक है। यहाँ प्रस्तुत मुद्रांकन प्रक्रिया इन दोनों जरूरतों को पूरा करता है। केवल कुछ सेकंड के लिए एक इलेक्ट्रोड मुद्रित करने के लिए आवश्यक हैं के रूप में इसके अलावा, पैड मुद्रण एक तेजी से प्रक्रिया है, और actuators आसानी से बैच संसाधित इस पद्धति का उपयोग किया जा सकता है। मैन्युअल रूप से लागू व्यापक रूप से इस्तेमाल कार्बन तेल या ढीला पाउडर इलेक्ट्रोड के विपरीत, हमारे दृष्टिकोण ठीक वे लागू कर रहे हैं, जिस पर झिल्ली के लिए एक मजबूत आसंजन है कि वर्तमान इलेक्ट्रोड परिभाषित करने के लिए ले जाता है। वे पहनने के लिए प्रतिरोधी रहे हैं, और झिल्ली 13 से delaminated नहीं किया जा सकता। झिल्ली के साथ संपर्क में आने ही हिस्सा एक नरम सिलिकॉन टिकट है क्योंकि पैड मुद्रण एक संपर्क विधि है कि इस तथ्य के बावजूद, यह पतली और नाजुक सिलिकॉन झिल्ली पर स्याही लागू करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, डाक टिकट और वें के बीच कुछ अपरिहार्य stiction नहीं हैस्टाम्प वापस ऊपर की तरफ ले जाता है एक बार झिल्ली की एक छोटी सी विकृति का कारण बनता है, जो ई झिल्ली,। झिल्ली भी पतली है, तो इस झिल्ली का टूटना करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। यह प्रभावी रूप से मोटा की तुलना में 10 माइक्रोन झिल्ली पैड मुद्रण विधि के आवेदन की सीमा। पतली झिल्ली के लिए, गैर संपर्क patterning के तरीकों जैसे inkjet मुद्रण के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए।
Deas 15 से अधिक वर्षों के लिए अध्ययन किया गया है, आज के DEAS के अधिकांश अभी भी हाथ से लागू तेल इलेक्ट्रोड के साथ संयुक्त तैयार किया polyacrylate फिल्मों पर आधारित हैं। ये हाथ से बने तरीकों DEAS तनाव और बिजली की खपत के मामले में DEAS के रोचक प्रदर्शन के बावजूद उद्योग द्वारा सीमित गोद लेने के साथ, प्रयोगशाला प्रोटोटाइप के राज्य में ज्यादातर बने रहने की वजह है। विश्वसनीय निर्माण प्रक्रिया पहले से ही प्रकाशित किया गया है, वे समर्पित स्वचालित setups के 21,22 के साथ प्राप्त unprestretched, खड़ी सिकुड़ा actuators के निर्माण चिंता का विषय है। जनसंपर्कocess हम यहाँ मौजूद एक डीईए के निर्माण के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण कदम के सभी वर्णन करता है कि, और आसानी से एक निर्धारित लक्ष्य आवेदन फिट करने के लिए लागू किया जा सकता है, जो एक बहुमुखी सभी उद्देश्य प्रक्रिया है प्रवाह।
The authors have nothing to disclose.
This work was partially funded by the Swiss National Science Foundation, grant 200020-153122. The authors wish to thank the member’s of our soft transducers group – past and present – for their contribution to the refining of our fabrication process flow.
High quality PET substrate, 125 um thick | DuPont Teijin | Melinex ST-506 | low surface roughness and absence of defects |
Isopropanol 99.9% | Droguerie Schneitter | ||
Poly(acylic acid) solution (25%) | Chemie Brunschwig | 00627-50 | Mw=50kDa |
Automatic film applicator | Zehntner | ZAA 2300 | with vacuum table |
Profile rod applicator | Zehntner | ACC378.022 | 22.86 um |
Oven | Binder | FD 115 | |
Dow Corning Sygard 186 silicone kit | Dow Corning | Sylgard 186 | silicone used for casting membranes |
Dow Corning OS-2 silicone solvent | Dow Corning | OS2 | environmentally-friendly solvent. Mixture of 65% Hexamethyldisiloxane and 35% Octamethyltrisiloxane |
Thinky planetary mixer | Thinky | ARE-250 | |
container PE-HD 150 ml | Semadeni | 1972 | Container to mix the silicone for the membrane |
Medical grade 125ml PP wide mouth jar with cap | Thinky | 250-UM125ML | Container to mix the ink |
Bearing-Quality steel balls 12 mm | McMaster-Carr | 9292K49 | |
Universal applicator with adjustable gap | Zehntner | ZUA 2000.220 | |
Transparency film for overhead projector | Lyreco | 978.758 | |
Dry silicone transfer adhesive (roll) | Adhesive Research | Arclear 8932 | |
poly(methyl methacrylate) plate 500mmx290mmx3mm | Laumat | Plexi 3mm | |
Prestretching rig | "home made" | ||
USB spectrometer for visible light | Ocean Optics | USB4000-VIS-NIR | Spectrometer for the thickness measurement |
Tungsten halogen white light source | Ocean Optics | LS-1 | Light source for the thickness measurement |
400 micrometer optical fiber | Ocean Optics | QP400-2-VIS-NIR | Optical fiber on the spectrometer side for the thickness measurement |
600 micrometer optical fiber | Ocean Optics | P600-2-VIS-NIR | Optical fiber on the light source side for the thickness measurement |
Carbon black | Cabot | Black Pearl 2000 | |
Silicone Nusil MED-4901 | Nusil | MED-4901 | silicone used in conductive ink |
Pad-printing machine | TecaPrint | TCM-101 | |
Thin steel cliché 100mmx200mm | TecaPrint | E052 100 200 | Steel plate etched with the design you need to print. The etching is performed by the company selling the cliché. |
96 mm inkcup | TecaPrint | 895103 | Component of the pad printing machine in which the ink is contained |
Soft silicone 30mm printing pad | TecaPrint | T-1013 | Printing pad for the pad printing machine |
60 W CO2 Laser engraving machine | Trotec | Speedy 300 | To cut frames and foils |
Carbon conductive tape | SPI supplies | 05081-AB | For electrical connections to the electrodes |
4 channels 5 kV EAP controller | Biomimetics laboratory | low power high voltage source to test the actuators. http://www.uniservices.co.nz/research/centres-of-expertise/biomimetics-lab/eap-controller |