Summary
واستخدمت طابعة نافثة للحبر لتصنيع متعدد الطبقات من متعدد فينيل الكحول. وقد تم صياغة الحبر القائم على الماء البولي فينيل الكحول، وتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية الرئيسية.
Abstract
الطباعة النافثة للحبر هو طريقة حديثة لمعالجة البوليمر، وفي هذا العمل، ونحن نبرهن على أن هذه التكنولوجيا قادرة على إنتاج البولي فينيل الكحول (بفوه) الهياكل متعددة الطبقات. تم صياغة محلول مائي كحول بولي فينيل. تم فحص الخصائص الجوهرية للحبر، مثل التوتر السطحي، اللزوجة، درجة الحموضة، واستقرار الوقت. كان الحبر القائم على بفوه حلا محايدا (الرقم الهيدروجيني 6.7) مع التوتر السطحي من 39.3 مليون / م و لزوجة 7.5 كب. عرض الحبر كاذب (غير النيوتوني ترقق القص) السلوك في معدلات القص منخفضة، وعموما، فإنه أثبت استقرار الوقت جيدة. تم التحقق من قابلية ترطيب الحبر على ركائز مختلفة، وتم تحديد الزجاج على أنه الركيزة الأكثر ملائمة في هذه الحالة بالذات. تم استخدام طابعة نافثة للحبر ثلاثية الأبعاد لتصنيع هياكل متعددة الطبقات من البوليمر. تم تقييم التشكل، وملامح السطح، وسمك التوحيد من متعدد الطبقات النافثة للحبر المطبوعة عن طريق المجهر الضوئي.
Introduction
بولي فينيل الكحول هو سيمكريستالين، الاصطناعي، غير سامة، للذوبان في الماء، غير قابلة للذوبان في معظم المذيبات العضوية، القابلة للتحلل، و بيوكومباتيبل في الأنسجة البشرية ولها ممتازة خصائص حاجز الغاز 1 . وعلاوة على ذلك، نظرا لخصائصه المفيدة كثيرة، ويستخدم على نطاق واسع بفوه في عدد كبير من التطبيقات. في الوقت الحاضر، يستخدم بفوه في: تصنيع منتجات التنظيف والمنظفات، وصناعة تغليف المواد الغذائية، ومعالجة المياه، والمنسوجات، والزراعة، والبناء (كإضافات) 1 . ومع ذلك، فقد اجتذبت بفوه مؤخرا اهتماما أكبر للاستخدامات الصيدلانية 2 ( أي تسليم المخدرات) وفي التطبيقات الطبية 3 ، 4 (على سبيل المثال، خلع الملابس الجرح، العدسات اللاصقة اللينة، قطرات العين، وزرع لينة لاستبدال الغضاريف). يتم إنتاج الأفلام بفوه إما من خلال شكل تذوب أو حل. تجهيز تذوب هو كومباتفقط مع بفوه مع انخفاض مستويات التحلل المائي أو بفوه الملدن بشكل كبير. وهكذا، عند استخدام هذا المسار، يمكن التضحية بعض الخصائص 1 . من ناحية أخرى، يمكن أن تودع طبقة بفوه عن طريق شكل حل عن طريق صب صب 5 ، وتدور طلاء 6 ، أو إليكتروسبينينغ 7 . ومع ذلك، هذه الطرق لديها عدد من القيود من حيث النفايات من المواد غير المرغوب فيها. على سبيل المثال، في حالة طلاء تدور، فقد تم الإبلاغ 8 أن 95٪ من المواد يضيع. بالإضافة إلى ذلك، هذه الطرق هي جامدة تماما في مجال التصميم / ميزات (لا القدرة على الزخرفة) ولها تكاليف المعالجة الإجمالية العالية. من أجل التغلب على الحد من معالجة الحل التقليدية، ونحن هنا استكشاف إمكانات تكنولوجيا الطباعة النافثة للحبر لتوفير منصة جديدة لإنتاج البولي فينيل الكحول (بفوه) الهياكل متعددة الطبقات التي لها تأثير قوي على كل من المواد والتطبيقليزاتيون.
وقد ركزت التطورات الأخيرة في قطاع الصناعات التحويلية على عمليات رخيصة وبسيطة وصديقة للبيئة وموفرة للطاقة. الطباعة النافثة للحبر (إجب) هي عملية تصنيع حديثة تناسب تماما في هذا الإطار. المزايا الرئيسية للتكنولوجيا إجب هي كفاءة استخدام المواد، والرقمية (خالية من قناع) والنمذجة المضافة، والقدرة على مساحة كبيرة، والتوافق مع ركائز جامدة / مرنة، وتكلفة منخفضة.
إجب هي طريقة ترسب يستخدم المواد البوليمرية المشتتة في المذيب. وحتى الآن، تم بنجاح إيداع البوليمر الوظيفي 9 ، والسيراميك 10 ، والمواد النانوية الموصلة - 11 ، و2-2، والمواد البيولوجية 13، والمستندة إلى صيدلانيا. وفي الآونة الأخيرة، أفادت التقارير بأن الحزب قد اشترك في ترسب المكونات كجزء من الأجهزة الإلكترونية،مثل الترانزستورات 14 ، وأجهزة الاستشعار 15 ، والخلايا الشمسية 16 ، وأجهزة الذاكرة 17 ، وكذلك في التعبئة والتغليف الإلكترونية 18 .
الحبر، خرطوشة، والركيزة هي عناصر هامة بنفس القدر التي يتم استخدامها في عملية الطباعة. أولا، الخصائص الفيزيائية للحبر، مثل التوتر السطحي والخصائص الريولوجية ( أي اللزوجة القص)، لها تأثير كبير على سلوك القابلية للطباعة. أيضا، ودرجة الحموضة تلعب دورا هاما على كل من الحل (على سبيل المثال، التجفيف، رغوة، واللزوجة) وعلى عمر خرطوشة الطباعة إجب. ثانيا، لخرطوشة (كهرضغطية)، الموجي الجهد القيادة في الواقع يحدد تشكيل قطرة وكل من الاتجاه وتوحيد طائرة سائلة. وأخيرا، لا بد من أن التفاعل الحبر / الركيزة مفهومة جيدا جدا، والقرار والدقةمن الكائن المطبوع تعتمد بشدة على هذه الواجهة. تبخر المذيبات، والتغيرات المرحلة من السائل إلى الصلبة، والتفاعلات الكيميائية هي العمليات الرئيسية التي تحدث بين انخفاض السوائل والركيزة. جميع جوانب المشاركة في إجب، من خصائص الحبر لإسقاط / آليات الركيزة، يتم إبرازها في أوراق المراجعة من قبل هاتشينغز 19 و ديربي 20 .
في هذه الدراسة، ونحن استكشاف قدرات إجب لتصنيع متعدد الطبقات الكحول البولي فينيل. أولا، تم وضع الحبر القائم على المياه بفوه، وتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية الرئيسية، مثل السلوك الريولوجي، التوتر السطحي، ودرجة الحموضة. في هذا العمل، تم استخدام طابعة نافثة للحبر كهرضغطية، ثم تم تحديد معلمات الموجي المناسبة. تم طباعة الطبقات متعددة البؤر، وتم تقييم جودة وملامح السطح / سمك المجهر الضوئي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. صياغة الحبر
- إعداد الحل ل إجب عن طريق إذابة الكحول البولي فينيل (8 بالوزن٪ بفوه في الماء) في الماء النقي يسخن إلى 60 درجة مئوية.
- إضافة 10 غرام من جليكول أحادي البروبيلين (مبغ) (10٪ بالوزن٪ مونو البروبيلين جلايكول في الماء)، كمحفز، إلى الحل.
ملاحظة: دور المرطب هو لمنع انسداد في رأس الطباعة. - تحريك الحل لعدة ساعات لضمان التجانس ومن ثم تصفية من خلال مرشح 5 ميكرون لإزالة أي الجسيمات التي قد تمنع الفوهات.
- تقييم بصريا الحبر للتجانس، وخاصة بالنسبة لأي حالات الترسيب. إذا لوحظ الترسيب، ثم إما تحريك / فائقة يصوتون الحل لفترة طويلة (أيام) أو صياغة حل جديد المياه القائمة مع بفوه مع الوزن الجزيئي المنخفض.
ملاحظة: تخزين جميع السوائل في الأكواب مختومة في درجة حرارة الغرفة.
2. الحبر الوصف
- تنفيذ كل حرف الحبراختبارات إيزاتيون في درجة حرارة الغرفة في بيئة غرفة نظيفة.
- قياس اللزوجة من الحل باستخدام مقياس اللزوجة.
ملاحظة: هذا الاختبار مطلوب من أجل ضمان أن الحبر المطابق متوافق مع أجهزة إجب. تتطلب عملية الطباعة النافثة للحبر حل منخفض اللزوجة من 4-20 كب. قياس اللزوجة من الحبر كدالة من معدل القص باستخدام مقياس اللزوجة التناوب. - اختبار التوتر السطحي للحبر في درجة حرارة الغرفة باستخدام طريقة انخفاض قلادة. استخدام أداة قياس مناسبة مثل مقياس التوتر. استخدام بروتوكول الشركة المصنعة.
ملاحظة: حل نموذجي للطباعة النافثة للحبر لديه التوتر السطحي من 30-40 من / م. - اختبار الرقم الهيدروجيني باستخدام متر الرقم الهيدروجيني. استخدام بروتوكول الشركة المصنعة.
ملاحظة: الرقم الهيدروجيني هو معلمة أساسية في الأحبار المياه القائمة، كما أنه يوفر معلومات أساسية عن كل من خصائص وثبات الحلول وضعت. يضمن الرقم الهيدروجيني حل محايد من 7 مستقرة pروسيس وعمر جيد لرأس الطباعة. - تقييم قابل للبلل من الحبر على ركائز مختلفة عن طريق قياس زاوية الاتصال عن طريق تجربة قطرة سسيل. استخدام مقياس التوتر لقياس الطاقة السطحية للركائز الممكنة (على سبيل المثال، الزجاج والبلاستيك والورق). قياس الطاقة السطحية باستخدام بروتوكول المقدمة من قبل الصانع مقياس التوتر.
ملاحظة: التفاعل بين قطرة والركيزة له تأثير قوي على جودة الطباعة. لضمان التصاق جيدة من الحبر إلى الركيزة، والطاقة السطحية للركيزة يجب أن تتجاوز التوتر السطحي للحبر بنسبة 10-15 من / م.
3. الطباعة النافثة للحبر
ملاحظة: جميع ترسبات الطباعة النافثة للحبر نفذت في درجة حرارة الغرفة. تم إيداع الطبقات متعددة البؤر باستخدام آلة طباعة نافثة للحبر الهجين كهرضغطية. رأس الطباعة مع فوهات 512 (256 × 2 الصفوف)، وقطر فوهة 30 ميكرون، وكان حجم قطرة 42 بل استخدامد في هذا العمل.
- قبل الطباعة، وتنظيف جيدا ركائز الزجاج مع الأسيتون / الميثانول / الأيزوبروبانول والمياه دي. تجفيف ركائز مع بندقية N 2 .
- تحميل الركيزة على السرير الطباعة وتأمينه بحزم.
- قم بإعداد الخرطوشة عن طريق مسح الحبر عبر رأس الطباعة. أزل أي هواء أو محلول تنظيف من الخزان والفوهات.
- قم بتضمين الخرطوشة في الطابعة. قم بتوصيل رأس الطباعة إلى مدير الطباعة بالنظم النافثة للحبر العالمية (جيس) عبر لوحة شخصية الرأس.
- تحميل الحل في حقنة 150 مل تقع فوق خرطوشة وختم المحاقن مع غطاء محكم.
- تطهير الحبر من خلال فوهة عن طريق الضغط على زر تطهير.
ملاحظة: المسافة فوهة الركيزة له تأثير قوي على مسار طائرة، وبالتالي على نوعية نمط المطبوعة. لذلك، ضبط المسافة فوهة الركيزة باستخدام برنامج الطابعة للحد من انتشار طائرة. - جلسمتابعة المعلمات الموجية والطباعة باستخدام برنامج الطباعة جيس والجدول 2 .
ملاحظة: واجهة برمجيات نظم المعلومات الجغرافية تتيح السيطرة على كل من السحب والإفراج السعة والعرض. - قم بتحميل ملف الصورة المطلوب للطباعة باستخدام برنامج مدير الطباعة جيس.
- بدء العملية الرقمية وطباعة نمط الصورة على الركيزة.
4. تحليل نمط المطبوعة
- التحقيق في نوعية الأنماط المطبوعة باستخدام المجهر الضوئي. تحقق من وجود عيوب داخل الميزات المطبوعة وتقييم التحسن في نوعية عندما طبعت طبقات أكثر.
- تقييم طوبولوجيا السطح وسمك الشخصية من متعدد الطبقات النافثة للحبر المطبوعة باستخدام بروفيلوميتر سطح 3D عدم الاتصال (على أساس الضوء الأبيض التداخل) عن طريق المجهر الضوئي 3D.
ملاحظة: مزيد من التفاصيل حول القياسات والأدوات التي تم استخدامها لصياغة / طباعة وتوصيفوترد أنماط المطبوعة في المرجع 21 .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تم التحقق من الخصائص الفيزيائية للحبر القائم على الماء بفوه، مثل التوتر السطحي، اللزوجة / السلوك الريولوجي، ودرجة الحموضة، والترطيب، واستقرار الوقت. كانت لزوجة الحبر المستخدمة في هذا العمل 7.5 كب، وكان التوتر السطحي 39.3 مليون / م. بالإضافة إلى ذلك، كان الحبر المصاغ محايدا (الرقم الهيدروجيني 7)، مع تلخيص النتائج في الجدول 1 .
| حبر | التوتر السطحي (من / m) | اللزوجة (كب) 1 دقيقة / 25 دورة في الدقيقة | الرقم الهيدروجيني | ||||
| PVOH_ink | متوسط فال. = 39.5؛ سي = 0.2 | متوسط فال. = 7.6؛ سي = 0.17 | 6.75 ± 0.05 * | ||||
وقد أجري فحص بصري للحل من أجل التحقق من التجانس وتحديد أي ترسيب أو تلبد للحبر. كما يمكن أن يرى في الشكل 1 ، والحل وضعت خالية من الجزيئات الكبيرة ولها مظهر حليبي. وعلاوة على ذلك، ينبغي التأكيد على أن الخصائص الريولوجية للحل تلعب دورا حاسما في سلوك القابلية للطباعة؛ يتم تحليلها لهذا السبب. تم دراسة السلوك الريولوجي من خلال قياس اللزوجة كدالة لمعدل القص. كما هو مبين في الشكل 2 ، انخفضت اللزوجة مع زيادة معدل القص، والتي تبين غير النيوتونية سلوك ترقق القص على مدى معدلات القص من 1 إلى 100 ثانية -1 . من المهم التأكيد على أن استقرار الحبر أمر حاسم للحفاظ على الجودة أثناء الطباعة؛ وبالتالي، تم تقييم استقرار الحبر في الظروف المحيطة. ستابيتم إجراء اختبار ليتي عن طريق قياس اللزوجة ودرجة الحموضة للحبر بفوه كدالة للوقت عبر قياسات يومية متتالية على مدى 30 يوما. ويوضح الشكل 3 الرسوم البيانية للبيانات التي تم جمعها، والتي تشمل كلا من القيم المتوسطة والانحراف المعياري. وعلاوة على ذلك، خلال إجب، عملية النفث ( أي سحب الحبر في الغرفة وإخراج الحبر خارج tمن خلال الفوهات) يتم التحكم بشكل كامل من قبل تشوه المادية للغشاء كهرضغطية بعد تطبيق القدرة الكهربائية. من المهم جدا أن نكرر أن الموثوقية النفث والاتساق هي معرفة تماما من قبل كل من خصائص الحبر وإعدادات الموجي الأمثل. وقد تم تحديد معلمات الموجة المثلى، مثل نبضة جهد السحب (V D ) ونبضة الإطلاق (V R )، وهي مدرجة في الجدول 2 . الجدول 2: مطبوعات (الموجي) المعلمات المطبقة على رأس الطباعة كهرضغطية في التجربة. إن اتساع وعرض البقول وإطلاق النبضات أمران حاسمان بالنسبة لأداء النفث. وينبغي تحديد القيم المناسبة لضمان طبقة مطبوعة عالية الجودة. كنقطة انطلاق، تم اختيار اتساع / عرض نبضات الجهد وفقا لذلك، مع خصائص السائل بما في ذلك كل من التوتر السطحي واللزوجة. ثم تم طباعة نمط، وتم تقييم جودة الطبقات المطبوعة. وعلاوة على ذلك، تم تعديل إعدادات الموجي حتى تحقق أفضل نوعية. بالإضافة إلى ذلك، التفاعلات الركيزة قطرة تلعب دورا هاما على جودة الطباعة. ومن المعروف أن التصاق جيدة من فيk إلى الركيزة يحدث إذا كانت الطاقة السطحية للركيزة تتجاوز التوتر السطحي 22 من الحبر بنسبة 10-15 من / م. أولا، تم اختبار الطاقات السطحية لعدة ركائز محتملة ( أي الزجاج والبلاستيك والورق الإلكتروني وورق الصور)، وأدرجت النتائج في الجدول 3 . من أجل التعرف على أفضل تطابق من الركيزة للحبر، تمت مقارنة الطاقة السطحية للركائز التي تم اختبارها والتوتر السطحي للحبر المصقول، وتم اختيار الشريحة الزجاجية لمزيد من العمل. الجدول 3: طاقات سطحية خالية من أربعة ركائز محتملة. لضمان التصاق ممتازة من الحبر إلى الركيزة، تم تحديد طاقات سطح أربعة ركائز المحتملة. ولذلك، من أجل التصاق الصحيح من الحبر إلى الركيزة، يجب أن التوتر السطحي للحبر اتباع قاعدة 10 نقطة ( أي، ينبغي أن يكون التوتر السطحي أقل من 10 مليون نيوتن / متر على الأقل من الطاقة السطحية للسطح الركيزة ). ثم تم التحقيق في سلوك الترطيب للحبر بفوه. كما هو مبين في الشكل 4 (الصورة إنزيت)، والحبر بفوه يدل على مستوى جيد من قابل للبلل مع "الاتصال الأول" زاوية الاتصال من 54.5 ± 0.1 درجة (ويقاس دقة قياس زاوية الاتصال و ± 0.1 درجة). اليتم عرض تطور زاوية الاتصال مع الوقت في الشكل 4 ؛ يمكن ملاحظة أن انخفاض طفيف في زاوية الاتصال يحدث في 25 ثانية الأولى، وبعد ذلك هو ثابت إلى حد ما. ويوضح الشكل 5 ميكروغرافس البصرية من إجب من بفوه مع 10 و 75 طبقات. يتم الكشف عن عدد من العيوب الناتجة عن حلقة معروفة جدا / القهوة تأثير وصمة عار 23 ، 24 في حالة عندما تم إجراء نمط من قبل 10 يمر الطباعة ( الشكل 5A ). ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن نوعية تحسنت كثيرا بعد الطباعة 75 طبقات. ومن الواضح أن تشكيل حلقة تم قمعها بفعالية عندما طبعت 75 طبقات ( الشكل 5B ). وقد يكون التحسن الملحوظ في نوعية النمط المطبوع ناجما عن التغير في معدل تبخر المذيب / تدفق السائل وتغير تفاعل السطح البيني بين عدد كبير من الطبقات المتداخلة. بالإضافة إلى ذلك، تسخين الركيزة أثناء ترسب واستخدام متقلبة المذيبات المشترك هما نهجان ممكنان للتغلب على هذه العيوب. وقد تم طباعة شعار "وارويك" ب 100 بطاقة طباعة، وتم بعد ذلك فحص المظهر السطحي وسمك التوحيد. وكما يتبين من الشكل 6 ، فإن الجزء الأول من النمط مغطى جزئيا. ومع ذلك، يمكن ربط المناطق التي تمت تغطيتها بشكل سيء والتي تم تغطيتها ب "الانخفاض الأول" تأثير 25 في عملية الطباعة. كما هو متوقع، يعكس هذا التأثير أيضا التوحيد سمك ( أي سمك ليست موحدة على كامل المنطقة الممسوحة ضوئيا). 
الشكل 1: بوف الحبر المياه القائمة. وتظهر هذه الصورة أنه بعد الصياغة، يكون الحل خال تماما من الجزيئات الكبيرة المرئية. 
الشكل 2: اللزوجة كدالة لمعدل القص. ويظهر الحبر المصبوب سلوكا شبه كاذب / غير نيوتوني لتقشير القص في معدلات القص المنخفضة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 3: الرسم البياني من اللزوجة (يسار) ودرجة الحموضة (يمين) من الحبر بفوه المياه القائمة. من أجل ضمان عملية موثوقة وقابلة للتكرار، تم التحقيق في استقرار الحبر، والنتائج موضحة في هذه الصورة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. حبر رسم النبض الافراج عن نبض الجهد (V) الزمن (μs) الجهد (V) الوقت (μs) PVOH_ink 15 5 7.5 10 المادة المتفاعلة الطاقة السطحية (من / m) شريحة زجاجية 65 بلاستيك 51.5 ورقة إلكترونية 50.8 ورق الصور الفوتوغرافية 47.5 
الشكل 4: زاوية الاتصال مقابل الوقت للحبر الرقائقي / الزجاج الرقائقي. أقحم: صورة قطرة الحبر على الركيزة الزجاج. 
الشكل 5: ميكروغرافس بصرية من الطباعة النافثة للحبر بفوه مع (أ) 10 و (ب) 75 طبقات من بطاقات الطباعة. تم تقييم جودة الطبقات المطبوعة عن طريق المجهر الضوئي. تقارن هذه الصورة بين 10 و 75 طبقة مطبوعة. وتكشف الصورة أن نوعية تحسنت كثيرا عندما طبعت 75 طبقات.ftp_upload / 55093 / 55093fig5large.jpg "تارجيت =" _ بلانك "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 6: شعار "وارويك" المطبوعة مع سطح الحبر المياه القائمة على بفوه (يسار) وسمك (يمين) التشكيلات. وتظهر هذه الصورة أنالحرف الأول من نمط غير مغطاة بشكل كاف. وينعكس هذا أيضا من خلال التوحيد سمك. ومع ذلك، فإن بقية نمط المطبوعة تبدو جيدة إلى حد ما.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في هذا العمل، أثبتنا بنجاح قدرة تكنولوجيا الطباعة النافثة للحبر لإيداع متعدد الطبقات البوليمر. تم دراسة السلوك الريولوجي، وأظهرت النتائج التجريبية أن الحبر المصبوب يعرض سلوك ترقق القص الكاذب. أيضا، الحبر بفوه هو حل محايد (الرقم الهيدروجيني 7) ويظهر استقرار جيد مع مرور الوقت. ومن الجدير بالذكر أنه ثبت بنجاح أن تكنولوجيا إيجب قادرة على إنتاج هياكل متعددة الطبقات من البولي فينيل الكحول، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات في تغطية الطباعة والجودة الشاملة.
وعلاوة على ذلك، من أجل تحسين دقة الأنماط المطبوعة، فهم أفضل للتفاعل بين الحبر والركيزة، وكذلك بين الطبقات المجاورة، جنبا إلى جنب مع مراقبة أكثر فعالية لسلوك النفث، ضرورية.
انخفاض الطلب (دود) إجب هو طريقة حديثة تستخدم لإيداع المواد، ولها مؤخرا كابجذبت انتباه مجتمع البحث. دود إجب التكنولوجيا لديها القدرة على إيداع مجموعة واسعة من المواد، من البوليمرات إلى المعادن وحتى الأدوية. ومع ذلك، هناك عدد من التحديات، مثل إيداع الطبقات المطبوعة الخالية من العيوب؛ تحقيق نمط عالية الدقة 26 ؛ وإنتاج رقيقة (أقل من 1 ميكرون)، هياكل متعددة الطبقات. الجدير بالذكر، يتم تعريف القرار المطبوعة من حجم قطرات إخراج، وحاليا، وحجم الحد الأقصى من يمكن أن تكون مشتتة حوالي 1 بل. ومع ذلك، من المتوقع المزيد من التطوير في المستقبل القريب. وعلاوة على ذلك، كل من الحبر ورأس الطباعة هي المسؤولة على قدم المساواة في عملية الطباعة دود. على سبيل المثال، للحبر، يجب أن تكون المعلمات الرئيسية، مثل التوتر السطحي، اللزوجة، ودرجة الحموضة، متوافقة مع الأجهزة إجب. من أجل السيطرة على معدل التبخر وبالتالي لتحسين توحيد الطبقة المطبوعة (ق)، يمكن استخدام المذيب المشترك. من ناحية أخرى، لرأس الطباعة، وتصميم الموجي، والمدة، واتساع النبضات المطبقة هي المعلمات الرئيسية في عملية الطباعة.
وتتمثل إحدى الاستراتيجيات الحديثة في قطاع الإلكترونيات في تحديد سبل صنع أجهزة إلكترونية صديقة للبيئة. في هذا السياق، تكنولوجيا 3D إجب هي بلا شك واحدة من التكنولوجيات الواعدة للحد من الإشعاع الضارة وتوليد الحرارة الناجمة عن التصنيع وأيضا لتحقيق خفض التكاليف. إجب قادر على إحداث ثورة في النظام كله لتصنيع الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك اختيار المواد والتصميم والتصنيع، وتكوين الجهاز والهندسة المعمارية. تكنولوجيا 3D إجب هو بديل يمكن الاعتماد عليه لمسار التصنيع التقليدية، والأهم من ذلك، هو خطوة استباقية للحد من الآثار السلبية على البيئة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
Acknowledgments
ويود المؤلفون أن يعترفوا ب إنوفات أوك لتمويل هذا البحث في إطار مشاريع ديريكت (33417-239227) و يكاب (27508-196153). ويود المؤلفون أيضا أن يشكروا شركة بوهه بوليمرز المحدودة، لتقديمهم المواد والتوجيه المهني خلال هذا العمل، وشركة يونيليفر، أكزونوبيل، وكاركلو التقنية للبلاستيك، لدعمهم.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polyvinyl alcohol | PVOH Polymers Ltd, UK | Poval 4-88 | |
| Mono-propylene glycol | Sigma Aldrich, UK | W29004 | |
| DV2T viscometer | Brookfield, UK | ||
| Attension Theta Optical Tensiometer | Biolin Scientific, Sweden | ||
| HANNA pH meter | HANNA Instruments, UK | ||
| industrial Inkjet XYPrint100Z | Industrial Inkjet Ltd, UK | ||
| ContourGT-K 3D optical microscope | Bruker Corp, USA |
References
- Goodship, V., Jacobs, D. Polyvinyl Alcohol: Materials, Processing and Applications. Rapta Review Reports. 16, (2008).
- Marin, E., Rojas, J., Ciro, Y. A review of polyvinyl alcohol derivatives: Promising materials for pharmaceutical and biomedical applications. Afr J Pharm Pharmacol. 8 (24), 674-684 (2014).
- Baker, M. I., Walsh, S. P., Schwartz, Z., Boyan, B. D. A review of polyvinyl alcohol and its uses in cartilage and orthopedic applications. J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 100 (5), 1451-1457 (2012).
- Gaaz, T. S., et al. Properties and Applications of Polyvinyl Alcohol, Halloysite Nanotubes and Their Nanocomposites. Molecules. 20, 22833-22847 (2015).
- Birck, C., Degoutin, S., Tabary, N., Miri, V., Bacquet, M. New crosslinked cast films based on poly(vinyl alcohol): Preparation and physico-chemical properties. eXPRESS Poly Lett. 8 (12), 941-952 (2014).
- Kitsara, M., et al. Spin coating of hydrophilic polymeric films for enhanced centrifugal flow control by serial siphoning. Microfluid Nanofluid. 16, 691 (2014).
- Supaphol, P., Chuangchote, S. On the electrospinning of poly(vinyl alcohol) nanofiber mats: A revisit. J. Appl. Polym. Sci. 108 (2), 969-978 (2008).
- Micro Magazine. , Available from: http://micromagazine.fabtech.org/archive/05/04/pham.html (2016).
- Hoath, S. D., et al. Links between Ink rheology, drop-on-demand jet formation, and printability. J Imaging Sci Technol. 53 (4), 1-8 (2009).
- Pan, Z., et al. Recent development on preparation of ceramic inks in ink-jet printing. Ceram Int. 41, 12515-12528 (2015).
- Kamyshny, A., Magdassi, S. Conductive nanomaterials for printed electronics. Small. 10 (17), 3515-3535 (2014).
- Li, J., Lemme, M. C., Östling, M. Inkjet Printing of 2D Layered Materials. ChemPhysChem. 15, 3427-3434 (2014).
- Choi, H. W., Zhou, T., Singh, M., Jabbour, G. E. Recent developments and directions in printed nanomaterials. Nanoscale. 7, 3338-3355 (2015).
- Basirico, L., Cosseddu, P., Fraboni, B., Bonfiglio, A. Inkjet printing of transparent, flexible, organic transistors. Thin Solid Films. 520 (4), 1291-1294 (2011).
- Komuro, N., Takaki, S., Suzuki, K., Citterio, D. Inkjet printed (bio)chemical sensing devices. Anal.Bioanal.Chem. 405 (17), 5785-5805 (2013).
- Cherrington, R., Wood, B. M., Salaoru, I., Goodship, V. Digital printing of titanium dioxide for dye sensitized solar cells. J. Vis. Exp. , (2016).
- Nelo, M., et al. Inkjet-printed memristor: Printing process development. Jpn. J. Appl. Phys. 52, 1-6 (2013).
- Jacot-Descombes, L., Gullo, R. M., Mastrangeli, M., Cadarso, V. J., Brugger, J. Inkjet-printed SU-8 Hemispherical Microcapsules and Silicon chip Embedding. IET Micro & Nano Letters. 8 (10), 633-636 (2013).
- Martin, G. D., Hoath, S. D., Hutchings, I. M. Inkjet printing - the physics of manipulating liquid jets and drops. J Phys Conf Series. 105, 012001 (2008).
- Derby, B. Inkjet printing of functional and structural materials: Fluid properties requirements, feature stability and resolution. Annu. Rev. Mater. Res. 40, 395-414 (2010).
- Salaoru, I., Zhou, Z., Morris, P., Gibbons, G. J. Inkjet printing of polyvinyl alcohol multilayers for additive manufacturing applications. J. Appl. Polym. Sci. 133, 43572 (2016).
- Pillar Tech. , Available from: http://www.pillartech.com/Surface-Treatment/Technical-Info/Useful-Information/Surface-Tension-Phenomenon (2016).
- Deegan, R. D., et al. Capillary flow as the cause of the ring stains from dried liquid drops. Nature. 389, 827-829 (1997).
- Yunker, P. J., Still, T., Lohr, M. A., Yodh, A. G. Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent capillary interactions. Nature. 476, 308-311 (2011).
- Famili, A., Palkar, S. A., Baldy, W. J. First drop dissimilarity in drop-on-demand inkjet devices. Phys Fluids. 23, 1-6 (2011).
- Park, J., et al. Prediction of drop-on-demand (DOD) pattern size in pulse voltage-applied electrohydrodynamic (EHD) jet printing of Ag colloid ink. Appl. Phys. A. 117, 2225 (2014).
