Name: 3D bir bileşenin mikro enjeksiyon kalıplama için yumuşak takım süreç zinciri sütun (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-04T12:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 32 s
Description: Öğrenin, enjeksiyon kalıplama için katmanlı imalat teknikleriyle mikro özellikli takım üretimini. Bu yöntem, karmaşık geometrilerde hassas üretim sağlar ve pilot üretimde işleme süresi ile maliyeti azaltır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu kağıt "yenilik Fonu Danimarka tarafından finanse edilen proje ileri yüzey tedavisi için implante edilebilir tıbbi cihazlar" kapsamında üstlenilen iş bildirir. Yazar minnetle kabul Avrupa yenilikçi eğitim ağ MICROMAN "ufuk 2020 çerçeve programı tarafından finanse edilen araştırma ve yenilik Avrupa için işlem için parmak izi Zero-defect Net-şekil MICROMANufacturing" desteğinden Birliği.

1. fabrikasyon katkı (AM) üretim tarafından Ekle
<ol><li>Bilgisayar destekli tasarım yazılımı tarafından gerekli boşlukları tasarım (Bu çalışmada kullanılan dosyalar için Ek malzemeleri görmek). Not: doğrudan bina sahne alanı'ndaki olmadan kür sırasında ekler çözgü önlemek için destek ekler üretmekteyiz. Hoşgörü 0.05 mm olduğunu.</li>
	<li>Bir reçine için fotoğraf polimerizasyonu, özellikle basınç ve ısı enjeksiyon sırasında dayanabilir seçin. Not: Biz ( Tablo malzemelerigörmek) seçti reçine 56 MPa, ara a % 3,5, 115 MPa bir bükülme gücü, 3350 MPa bir bükülme modülü ve bir ısı saptırma sıcaklık 140 ° C18uzama dayanımı vardır.</li>
	<li>(Özel Metil metakrilat ve uyum, TiO2 tabanlı fotoğraf başlatıcı ile akrilamid) bileşik Fotopolimer karışım iyice karıştırın en az 30 dakika bir ıslak-laboratuvar şişe silindir şişe shaker üzerinde malzeme teneke kutu çalıştırarak veya benzer karıştırma aygıtı.</li>
	<li>Fotoğraf polimerizasyon makine (voxel-boyutu 16 µm) hazırlayın:<ol>
<li>Aşağıdan yukarıya AM makineleri için KDV kaplama hasarsız ve iyice temizlenmiş olduğundan emin olun.</li>
		<li>Yukarıdan aşağıya makineleri için herhangi bir kusur için silme sistemi inceleyin.</li>
		<li>Yapı sahne incelemek ve KDV yapı plakasına doğru şekilde dengelemek için 100 µm ölçer folyo kullanarak yapı plaka ayarlayın.</li>
		<li>İlerlemeden önce kararlı durum sıcaklık ulaşmak için araç makine mümkünse ışık kaynağı önceden tutuşturmak. Bu sıcaklığı 65 ° C hafif motoru ve KDV içinde 30 ° C olmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Geometri iş hazırlama yazılımı için alın. Makine üreticisi19başlığı altındaki yönergeleri izleyin.<ol>
<li>Seçilen Fotopolimer (ışık yoğunluğu ve katman kalınlığı için kullanılan makine) eşleştirmek için uygun makine parametreleri atayın.</li>
		<li>Koşmak belgili tanımlık kurmak en yüksek dikey makine çözünürlükte (Bu araştırmada 25 µm).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yazdırılan ekler temiz.<ol>
<li>Onları 3 dakika süreyle ultrasonik banyo maruz isopropanol üç kez iyice durulayın ve Fotopolimer kalıntı yazdırılan ekler yüzeyde kaldı sağlamak durulama.</li>
		<li>Solvent tamamen oda sıcaklığında buharlaşır ve ekler için oda sıcaklığında kuru gecede bir desiccator ayarlamak izin verir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sonrası tedavi UV kullanarak kurutulmuş ekler her zaman 2000 tarafından yanıp söner saniyede 10 yanıp söner bir frekans ile iki kez, ışık yanıp söner ( Tablo malzemelerigörmek).</li>
</ol>2. (IM) enjeksiyon
<ol><li>Mikro enjeksiyon modülü yüklemek bir geleneksel enjeksiyon kalıplama makinesi ( Tablo malzemelerigörmek). Not: bizim durumumuzda, enjeksiyon modülü bir 45 ° açıyla monte bir vida, vida çapı 8 mm yapıldı ve sıkma gücü 100 kN.</li>
	<li>Ekler kalıp plakaları monte.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig1.jpg"> Şekil 1: Enjeksiyon Makinası kalıpları ile. (a) enjeksiyon yan plakalar ile monte edilir. INSERT bir kırmızı daire ile vurgulanır. (b) hareketli yan fırlatma pin ile plakalar ile monte edilir. INSERT bir kırmızı daire ile vurgulanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="3"><li>Varyasyonlar için yazdırma işlemi sırasında hesap için el ile herhangi bir hafif değişiklikler ekler kalıp sığabilmesi için gerekli yapmak.</li>
	<li>Kalıp plakaları makinede canı cehenneme.</li>
	<li>PE granül hazne üzerine yükleyin.</li>
	<li>60 ° c, Tvaril 175 ° c ve Venjeksiyon 65 mm makine parametre Tkalıp set/s. izin yeterli soğutma zamanı parçası demolded için.</li>
	<li>Vida 31 ° C, 155 ° C, 165 ° C, 170 ° C ve 5 oturum için 1 175 ° C ısı. Erime sıcaklığı 175 ° C olduğunda doğru enjeksiyon kalıplama başlatın. Bir kez boşluğuna doldurulur, PE büzülme için telafi etmek 5 saniye 300 bar ambalaj baskısı korumak.</li>
	<li>Kalıp açmak ve INSERT PE parçası hareketli yan dışarı itmek fırlatma pin izin vermek. PE Bölüm Ekle üzerinde sabitlenmiş, bölümü el ile çıkar.</li>
	<li>Makine (Bölüm çıkarılır kadar kalıp kapandığında bir döngü üzerinden tanımlanır) enjeksiyon 100 döngüsü sırasında durdurmak.</li>
</ol>3. kalite değerlendirmesi
<ol><li>Çapı ve enjeksiyon önce ekler üzerinde delik derinliği dijital mikroskop20 tarama lazer tarafından ölçmek. Her iki ekler ölçün; Her ekleme ile farklı mesafe "kapısı" yakın ve "kapı" uzak geçide iki alanlar üzerinde dört delik ölçmek.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig2.jpg"> Şekil 2: ölçülen ekler CAD görüntü üzerinde Vurgulanan alanlar. (a) hareketli yan ekleme yineleme kişi için karşılık gelir; (b) enjeksiyon yan yineleme üst taraf için karşılık gelir. Enjeksiyon kapısı merkezinde bulur. Fark Gate, "uzak kapı" ve "kapısı" yakın bir mesafede iki alanda araştırma karşılaştırılır. (Bu rakam Zhang ve ark. 201722değiştirildi) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="2"><li>Ölçü çapı ve sütun enjeksiyon üzerinden elde edilen izlenen dişler üzerine yüksekliği. Not: Grup elde edilen PE parçalar 10 adet toplu işleme; Yani, 1-10 1 toplu, 11-20 2 toplu olmasıdır; Son parça kadar. Bir rasgele örnek her toplu iş iş işlemde kullanmak ve arka yüzlerine ve üst üzerinde ölçümler yapmak; Her iki tarafta, dört sütun üzerine farklı mesafe Gate ("kapısı" yakın ve "uzak kapısı") ile iki alanı ölçün.</li>
	<li>Veri görüntü boyutları elde etmek için yazılım21 işleme yardımı ile analiz.</li>
</ol>

<ol><li>Doan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-Cost+Photolithographic+Fabrication+of+Nanowires+and+Microfilters+for+Advanced+Bioassay+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Low-Cost Photolithographic Fabrication of Nanowires and Microfilters for Advanced Bioassay Devices.</a> Sensors. 15 (3), 6091-6104 (2015).</li>
<li>Lucchetta, G., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/271833481_Effect_of_injection_molded_micro-structured_polystyrene_surfaces_on_proliferation_of_MC3T3-E1_cells">Effect of injection molded micro-structured polystyrene surfaces on proliferation of MC3T3-E1 cells.</a> Express Polymer Letters. 9 (4), 354-361 (2015).</li>
<li>Hu, H., Tian, H., Shao, J., Ding, Y., Jiang, C., Liu, H. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/24/9/095027/meta">Fabrication of bifocal microlens arrays based on controlled electrohydrodynamic reflowing of pre-patterned polymer.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 24 (9), 095027(2014).</li>
<li>Kolind, K., Dolatshahi-Pirouz, A., Lovmand, J., Pedersen, F. S., Foss, M., Besenbacher, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+combinatorial+screening+of+human+fibroblast+responses+on+micro-structured+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A combinatorial screening of human fibroblast responses on micro-structured surfaces.</a> Biomaterials. 31 (35), (2010).</li>
<li>Wilkinson, C. D., Riehle, M., Wood, M., Gallagher, J., Curtis, A. S. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493101003964">The use of materials patterned on a nano- and micro-metric scale in cellular engineering.</a> Materials Science and Engineering C. 19 (1-2), 263-269 (2002).</li>
<li>Hansen, H. N., Hocken, R. J., Tosello, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0007850611002101">Replication of micro and nano surface geometries.</a> CIRP Annals. 60 (2), 695-714 (2011).</li>
<li>Metwally, K., Barriere, T., Khan-Malek, C. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-015-7602-4">Replication of micrometric and sub-micrometric structured surfaces using micro-injection and micro-injection compression moulding.</a> International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 83 (5-8), 779-789 (2016).</li>
<li>Nian, S. -C. <a target="_blank" href="http://www.hanser-elibrary.com/doi/abs/10.3139/217.2790">Novel embossing system for replicating micro-structures on curved surfaces.</a> International Polymer Processing. 29 (3), 364-370 (2014).</li>
<li>Bissacco, G., et al. <a target="_blank" href="http://orbit.dtu.dk/en/publications/application-of-functional-nanopatterning-to-polymer-medical-micro-implants(bfcd89e2-27be-48aa-a5d6-a33ef8125567).html">Application of functional nano-patterning to polymer medical micro implants.</a> Proceedings of the 4m/icomm2015 Conference. , (2015).</li>
<li>Diaz Lantada, A., Piotter, V., Plewa, K., Barie, N., Guttmann, M., Wissmann, M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-014-6333-2">Toward mass production of microtextured microdevices: Linking rapid prototyping with microinjection molding.</a> International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 76 (5-8), 1011-1020 (2015).</li>
<li>Volpato, N., Solis, D. M., Costa, C. A. <a target="_blank" href="https://www.inderscienceonline.com/doi/abs/10.1504/IJMPT.2016.073616">An analysis of Digital ABS as a rapid tooling material for polymer injection moulding.</a> International Journal of Materials and Product Technology. 52 (1-2), 3-16 (2016).</li>
<li>Mischkot, M., Hansen, H. N., Pedersen, D. B. <a target="_blank" href="http://orbit.dtu.dk/en/publications/additive-manufacturing-for-the-production-of-inserts-for-micro-injection-moulding(9c55c6b1-5641-4654-9b5c-29ebd7ed8f46).html">Additive manufacturing for the production of inserts for micro injection moulding.</a> Proceedings of Euspen's 15th International Conference & Exhibition. , (2015).</li>
<li>Zhang, Y., Hansen, H. N., Sørensen, S. <a target="_blank" href="http://orbit.dtu.dk/files/123116383/Injection_molding.pdf">Injection molding of micro pillars on vertical side walls using polyether-ether-ketone (PEEK).</a> Proceeding of 11th International Conference on Micro Manufacturing. , ICOMM. Orange County, California, USA. (2016).</li>
<li>Zhang, Y., Mischkot, M., Hansen, H. N., Hansen, P. <a target="_blank" href="http://orbit.dtu.dk/files/106717230/Replication_of_microstructures.pdf">Replication of microstructures on three-dimensional geometries by injection moulding of liquid silicone rubber.</a> Proceedings of the 15th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, ASPE, March 2015. , ASPE. Charlotte, NC, USA. (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://envisiontec.asia/wp-content/uploads/2016/09/MK-MCS-P3MiniMulti-V01-FN-EN.pdf">Envisiontec Perfactory MML with ERM. Technical Specifications Document no. MK-MCS-P3MiniMulti-V01-FN-EN</a>. , EnvisionTEC GmbH. (2018).</li>
<li>Switching to FDM to Build Thermoforming Molds Reduces Cost From $1200 to $100. , Stratasys. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.stratasys.com/resources/case-studies/commercial-products/xerox-thermoforming">http://www.stratasys.com/resources/case-studies/commercial-products/xerox-thermoforming</a> (2016).</li>
<li>Hofstätter, T., Mischkot, M., Pedersen, D. B., Tosello, G., Hansen, H. N. <a target="_blank" href="http://orbit.dtu.dk/files/124304068/4682.pdf">Evolution of surface texture and cracks during injection molding of fiber-reinforced, additively-manufactured, injection molding inserts.</a> Proceedings of ASPE Summer Topical Meeting 2016: Dimensional Accuracy and Surface Finish in Additive Manufacturing. , (2016).</li>
<li>Perfactory® Material. , EnvisionTEC Gmbh. Available from:
 <a target="_blank" href="https://envisiontec.com/wp-content/uploads/2016/09/MK-MTS-HTM140IndustrialIV-V01-FN-EN.pdf">https://envisiontec.com/wp-content/uploads/2016/09/MK-MTS-HTM140IndustrialIV-V01-FN-EN.pdf</a> (2017).</li>
<li>Software Manual, 2010. , EnvisionTEC Gmbh. Available from:
 <a target="_blank" href="https://digfablab.wikispaces.com/file/view/Getting+started.pdf">https://digfablab.wikispaces.com/file/view/Getting+started.pdf</a> (2010).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.techsansystem.co.kr/image/4100/OLS4100_.pdf">Olympus LEXT OLS4100 laser scanning digital microscope Manual</a>. , Olympus. (2018).</li>
<li>SPIP™ - Analytical Software for Microscopy. , Image Metrology. Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.imagemet.com/products/spip/">https://www.imagemet.com/products/spip/</a> (2017).</li>
<li>Zhang, Y., Pedersen, D. B., Gøtje, A. S., Mischkot, M., Tosello, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1526612517300993">A soft tooling process chain employing additive manufacturing for injection molding of a 3d component with micro pillars.</a> Journal of Manufacturing Processes. 27, 138-144 (2017).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu yöntem için polimer parçaları karmaşık şekiller ile ekler imalatı için uygundur. Bu enjeksiyon makinası polimerler yapılan yumuşak alet ekler bir dizi araç çelik kalıp boşluğunda yerini alır. Süresi ve maliyeti geleneksel metal işleme göre azalır; Bu nedenle, üretim döngüsü kısaltılır. Bu süreç zinciri (dan 1000-10,000 döngüsü tarafından enjeksiyon kalıp ya da benzer) orta ölçekli üretim ürünlerinde, ama tasarım yüksek varyasyon için uygundur. Ayrıca, 3D yazdırılan ekler için özel kalıp plakası yok gereklidir. Standart ticari enjeksiyon kalıplama plaka satın ve ekler sığacak şekilde işlenmiş.
Mevcut teknoloji devlet, yumuşak takım farklı mekanizma17tarafından başarısız olur. Başarısızlık mekanizması yumuşak takım Ekle ısı saptırma sıcaklığını bağlanacak şekilde belirlenmiştir ve ayrışma fışkırması nedeniyle olmak olduğu belirlendi. Bu nedenle, en kritik adım için katkı üretim tarafından üretilen ekler doğru reçine seçmektir. Termal ve mekanik özelliği ekler, Yani, kaç devir enjeksiyon sırasında dayanabilir ömrünü belirler. Ayrıca kalıp polimer aralığını belirler; kalıplı polimer kalıp sıcaklığını Ekle malzeme saptırma sıcaklık yüksek olmamalı.
İkinci önemli adım iletişim kuralı ekleme tasarımıdır. Kalıp tasarımı genel kuralları takip edilmesi gereken ve mekanik olarak zayıf parçalar bir 3D baskılı polimer eklemek kaçınılmalıdır; Aksi takdirde, alet ömrü çatlaklar gibi hataları nedeniyle etkiler.
Yüzey kalitesi elde edilen enjeksiyon kalıplanmış parçalar tarafından uygulanan katkı üretim süreci sınırlıdır. Sonrası gibi kimyasal gravür işleme yüzey kalitesini artırmak için olası bir çözümdür. Hassas yüzey özellikleri katkı üretim süreci nedeniyle başka bir konudur.
Bu yöntem gerçek serbest biçimli yüzeyi Tarih yeni bir üretim platformu toplantı endüstriyel talepler mikro özellikleri oluşturmak için olasılık oluşturur. Bu nedenle, bu yöntem uygulanan ve uygulamalar ile bağlantılı olarak, örneğin tıbbi aygıt ya da aygıt14 yerleştirilmesi ile bağlantılı olarak karmaşık şekiller üzerinde mikro özellikleri gerekir sonraki nesil tıbbi cihazlar için soruşturma potansiyeline sahiptir . Bu yöntem küçük orta birim seri üretimler için önemli ölçüde azaltılmış giderleri değer oluşturmayı kolaylaştırmak ve zaman ölçeği 1-10 bireysel cihazlar ve gerçek seri üretim arasındaki boşluğu üretimi için olumlu etkiler. Daha yeni yüksek değerli ürün ve tasarım çözümlerine kadar açılır.

Sunulan Yöntem mikro özelliklere sahip karmaşık yüzey yumuşak-takım süreci, polimer katkı imalat polimer enjeksiyon kalıplama için ekler üretmek için kullanmak için Yani, imalat amaçlamaktadır. Başka bir deyişle, polimer fonksiyonel yüzeyler ile polimer ekler tarafından kalıp enjeksiyon parçalarıdır.
Yüzey işlevleri mikro özellikleri tarafından gerçekleştirilebilir; Örneğin, anomali vd. 1 ve Luchetta vd. 2 hücre biyolojisi ve Hu vd. , alanında fonksiyonel yüzeyleri göstermek 3 optik elemanları, vb gösterilmiştir Yüzey özelliği, mikro sütunlar, bir tür yoğun hücre çoğalması teşvik için soruşturma. Onlar Eğer mikro sütunlar belirli yolları4,5' te desenli proliferated doku ve yüzey arasında bağ geliştirmek mümkündür.
Polimer çoğaltmalar mikro özelliklerin yoğun olarak incelenmiştir ve hassas kalıplama birçok süreçleri6tarafından elde edilebilir. Örneğin, Metwally vd. yüksek sadakat şekillendirilmiş standart parçalar ve kalıp çoğaltma mikro ve alt mikro özelliklerinin arasında düz yüzeyler7bildirdi.
Üretim mikro sütunlar veya özellikler için birçok protokoller vardır; Ancak, bunların çoğu yalnızca düz yüzeyler veya sabit eğriliği ile yüzeyler üzerinde uygulanabilir. Örneğin, Nian vd. 8 mikro özellikleri sıcak bir eğri yüzey üzerinde kabartma tarafından elde edilebilir gösterdi. Bu protokoller çoğu gerçek aygıtı tarafından gerekli olan üç boyutlu yüzeyler ile karmaşık şekiller için uygun değildir. Görünüşe göre uydurma bir üç boyutlu kavite yüzeyi mikro özellikleri ile zorluklar geçerli protokoller; Dik olmayan olmaları durumunda bu arada, fırlatma parçaların yüksek en-boy oranı sütun karmaşık bir yüzey üzerine için başarısız olabilir demolding yönünde. Bissacco vd. 9 kullanılan 3D kalıp ekler ve alt mikro özellikleri enjeksiyon tarafından elde edilen; onların çalışmada, düşük bir en boy oranıyla belirli alt mikro özellikleri bir alüminyum anotlama işlemi tarafından oluşturulan ve başarıyla polimer karmaşık bir bileşen tarafından çoğaltılır.
Araştırmacılar tasarlanmış yüzey dokusu elde etmek için katkı imalat polimer çoğaltma işlemi zincire dahil girişiminde bulundunuz. Lantada ve ark. AM prototip başlayıp sonra10enjeksiyon için metalik kalıp ekler elde etmek için kaplama teknikleri uygular bir süreç zinciri nitelendirdi. AM tarafından üretilen polimer parçaları kalıp11,12bu protokol için sunulan yumuşak takım süreci, ekler olarak doğrudan geçerli olabileceğini kanıtladılar.
Önceki çalışmalarda, Ø4 µm PEEK ayağı (2 µm yüksek)13enjeksiyon tarafından dikey bir duvara başarıyla demolded olduğunu gösterdi. Bu iletişim kuralı, incelenen ürün dört dişli olan bir yüzükle, her yanında having 60 ° açı ile karakterizedir. Bu ürün Zhang vd. tarafından eğitim gördü Burada mikro Özellikler ön fabrikasyon nikel plakaları uygulayarak eklenmiştir ve mikro ayağı (Ø4 µm) 0,5 en boy oranıyla silikon kauçuk enjeksiyon çatalın dişlerini üzerinde tarafından elde edildi 14.
Sunulan yöntem, mikro özellikleri yumuşak takım işlem zinciri tarafından oluşturulan karmaşık yüzeylerde elde edilebilir. Çelik kalıp boşluklar KDV fotoğraf-polimerizasyon tabanlı AM tarafından yapılan bir dizi tarafından değiştirilir. Metal AM karşılaştırıldığında, Fotopolimer dayalı benim teknoloji yüksek duyarlık15ulaşmak mümkün. Ayrıca, süresi ve maliyeti azaltılır CNC işleme dayalı geleneksel kalıp süreçleri önemli ölçüde kıyasla. Tüketilen saat 93 oranında azalır iken bir son vaka çalışması16göre Termoform için yumuşak-takım kullanarak maliyet 91 oranında azalır. Bu iletişim kuralı bir yüksek tasarım esnekliği ve ara üretim birimi gerektiren ürünler için uygundur. Karbon fiber takviyeli photopolymers imal ekler 2500 devir göze çarpan kalıp bozulma17önce Polietilen için enjeksiyon kadar dayanabilir kanıtlanmıştır. Enjeksiyon kalıp malzeme seçimi için ekler seçilen Fotopolimer termal özellikleri ile sınırlıdır. Polimerler yüksek erime sıcaklıkları ile Fotopolimer boşluğunda uygulanmayabilir. Bu çalışmada, polietilen (PE) test enjeksiyon yapmak için seçildi.

<table><tbody><tr><td>Fotopolimer reçine</td><td>EnvisionTec</td><td>HTM140 V2</td><td></td></tr><tr><td>Reçine karıştırma cihazı</td><td>IKA</td><td>Vortex Genius 3</td><td></td></tr><tr><td>3d yazıcı</td><td>Envisiontec</td><td>Perfactory 3&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>UV ışık flaş ünitesi</td><td>EnvisionTec</td><td>Otoflaş ünitesi</td><td></td></tr><tr><td>Polietilen</td><td>lyondellbasell</td><td>PE Purell 1840</td><td></td></tr><tr><td>Enjeksiyon makinesi</td><td>Arburg</td><td>Allrounder 370A&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Görüntü işleme</td><td>SPIP</td><td>6.2.8</td><td></td></tr></tbody></table>

3d bir bileşenin mikro enjeksiyon kalıplama için yumuşak takım süreç zinciri sütun

A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars

Bu kağıt amacı enjeksiyon kalıplama ekler mikro yüzey özellikleri ile imalatı için katkı imalat (AM) istihdam yumuşak takım süreç zinciri Yöntem sunmaktır. Yumuşak takım ekler dijital ışık nispeten yüksek temperaturea dayanabilir bir Fotopolimer kullanarak işleme tarafından (KDV fotoğraf polimerizasyon) üretilmektedir. Burada üretilen bölümü 60 ° açı ile dört dişli olan vardır. Mikro ayağı (Ø200 µm, en boy oranı 1) yüzeyler üzerinde iki satır tarafından düzenlenir. Polietilen (PE) enjeksiyon kalıplama yumuşak takım ekler ile son parçaları imal etmek kullanılır. Bu yöntem, enjeksiyon kalıplanmış parçalar microstructures karmaşık geometri ile katkı imal edilmiş ekler tarafından elde etmek için uygun olduğunu gösterir. Süresi ve maliyeti önemli ölçüde sayısal kontrol (CNC) bilgisayar işleme dayalı geleneksel kalıp işlemlere göre azaltılır. Mikro özellikleri boyutları uygulanan katkı üretim süreci tarafından etkilenmiştir. Ekler ömrünü bu işlem için pilot üretim daha uygun olduğunu belirler. Ekler üretim duyarlığını katkı imalat işleminin de sınırlıdır.

Şekil 3 AM tarafından fabrikasyon ekler ve enjeksiyon tarafından üretilen PE parçalar gösterir. Dairesel delik iki satır (Şekil 3 (b)) diş yüzeyinde dikey bulunuyordu. Nominal boyut ekler üzerinde delik Ø200 µm ve derinlik, 200 µm merkezden merkeze uzaklığı 400 µm ile mi. Katman yapıları AM süreci nedeniyle açıkça görülebilir. Alt çizgi sol aldı yere istemeden SEM için hazırlık sırasında görünür bir katlama işareti olduğundan
Demolding işleminin Şekil 4' te gösterilmiştir. Ayağı demolding yönüne paralel değildir. Kırılma yok ayağı tüm çalışılmış örnekleri (Şekil 5) gözlenmiştir. Bu anlamda, demolding başarılı oldu. Sütun kadar---dan--gate konumunu üzerine basınç düşmesi nedeniyle üst tarafında özellikle alt görünür zaten. Çapı ile ilgili pozisyonlar dan farkı gelince yüksekliği kadar önemli değildir.
Şekil 6 ve Şekil 7 nasıl çoğaltma enjeksiyon kalıplama 100 döngüleri yayılma göstermektedir. Çoğaltma derecesini boyut sütunlar ve ekler boyut arasındaki oran tarafından tanımlanır. 100 döngüleri istikrarlı işlemi her pozisyonda hem dikey hem de yatay çoğaltma ile ilgili elde edildi. Ekler üzerinde delik boyutunu bu sonuç doğruladı enjeksiyon kalıplama sonra değişmez. Geçit çok uzakta konumlandırılmış ayağı yüksekliği vardı o geçidin yakınlarında yer daha düşük akış uzunluğu arttıkça viskozite polimer akışını artırır çünkü.
Enjeksiyon kalıplama parametreleri malzeme veri sayfası tarafından izin verilen Aralık içinde çeşitli. Keşfedilmeyi işlem penceresinde, 80'den fazla döngüleri, ulaştı ishal çoğunu AM araç ömrünü ekler teyit keşfedilmeyi işlem penceresinde etkilenen değil. Ancak, enjeksiyon basıncı yüksek zaman için bazı testler enjeksiyon Side'de ekler için meydana gelen çatlama. Bu merkezi çok ince olmak INSERT nedeniyle parçasıdır.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig3.jpg"> Şekil 3: ekler ve yinelemeler. (a) ekler katkı imalat işleminin oluşturduğu kalıp boşluğuna form; enjeksiyon kalıplama tarafından üretilen bir polietilen (PE) yinelemedeki görüntülenir. İşaretler başvuru cetveldeki milimetre vardır; numaraları santimetre işaretlemek. (b) taramalı elektron mikroskobu (SEM) resim eklemek yüzey gösterir; (c) SEM görüntü enjeksiyon tarafından yapılmış PE parçalar yüzey gösterir. ((a) ve Zhang ve ark. 201722değiştirilmiş (b)) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig4.jpg"> Şekil 4: başarılı demolding. Ayağı demolding yönüne paralel değil olsa bile demolding başarılı oldu. (a) kalıpları kapatın ve (b) kalıpları demolding için açın. (Bu rakam Zhang ve ark. 201722değiştirildi) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig5.jpg"> Şekil 5: bir rastgele tine yan görünüm görüntüsünü SEM. İncelenen dört pozisyon resmin üzerine etiketlenir. (Bu rakam Zhang ve ark. 201722değiştirildi) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig6.jpg"> Şekil 6: ayağı yüksekliği çoğaltma derece. Ayağı yüksekliği çoğaltma derecesini ayağı/derinlik deliğin yüksekliğini tarafından tanımlanır. Çoğaltma derecesi dört pozisyonlarda ortalama değerini her toplu iş iş işlemde görüntülenmiştir. Bir rasgele seçilen örnek her toplu iş iş işlemde ölçüldü. Dört pozisyon "geri-" uzak "Geri-yakın" arka yüzü, "Üst-far" yukarı taraf, kapıda uzak pozisyon için kapıda yakınındaki konumu için arka yüzünde kapıda pozisyon için uzaktasın ve "Üst-yakın" pozisyon için üst köşesindeki gate yakınındaki. (Bu rakam Zhang ve ark. 2017 22değiştirildi) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig7.jpg"> Şekil 7: ayağı çapı çoğaltma derece. Ayağı çapı çoğaltma derecesini ayağı/çapı deliğin çapı tarafından tanımlanır. Çoğaltma derecesi dört pozisyonlarda ortalama değerini her toplu iş iş işlemde görüntülenmiştir. Bir rasgele seçilen örnek her toplu iş iş işlemde ölçüldü. Dört pozisyon "geri-" uzak "Geri-yakın" arka yüzü, "Üst-far" yukarı taraf, kapıda uzak pozisyon için kapıda yakınındaki konumu için arka yüzünde kapıda pozisyon için uzaktasın ve "Üst-yakın" pozisyon için üst köşesindeki gate yakınındaki. (Bu rakam Zhang ve ark. 2017 22değiştirildi). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Karmaşık geometriyi katkı imalat (AM) istihdam yüzeylerde mikro özelliklere sahip için ekler enjeksiyon imalatı için bir protokol sunulmuştur.

3D bir bileşenin mikro enjeksiyon kalıplama için yumuşak takım süreç zinciri sütun

The purpose of this paper is to present the method of a soft tooling process chain employing Additive Manufacturing (AM) for fabrication of injection ...

Bu yöntem, işleme süresinin ve pilot üretim maliyetinin nasıl azaltılacağı gibi üretim alanındaki temel soruların ele alınmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, eklemeli imalat sayesinde karmaşık parçaların yüzeylerinde mikro özelliklerin elde edilebilmesidir. Eklemeli imalat bölümünün göstericisi, kıdemli bir araştırmacı olan Dr.David Bue Pedersen ve doktora öğrencisi olan Federico ve bir teknisyen olan Michael, enjeksiyon kalıplama parçalarını yapacak.İlk olarak, eki tasarlamak için bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanın. Burada, dört çatallı halkayı üretmek için bir kalıbın hareketli tarafının ve enjeksiyon tarafının tasvirleri bulunmaktadır. Dişler 60 derecelik bir açıyladır.Üretim toleransı milimetrenin 1/20'sidir. Ardından, reçineyi fotopolimerizasyon için hazırlayın. Bileşenlerini bir karıştırma cihazında 30 dakika boyunca iyice karıştırın.İmalat için bir fotopolimerizasyon makinesi seçin. Üretim aşamasını inceleyin ve makinenin imalat adımı için uygun şekilde kurulduğundan emin olun. Tasarımı içe aktarın ve yapıyı en yüksek dikey makine çözünürlüğünde çalıştırın.İmalattan sonra, basılı ekleri temizlemek için alın. Onları üç kez ultrasonik banyoda üç dakika boyunca izopropanol içine yerleştirin. Çözücü oda sıcaklığında buharlaştıktan sonra, ekleri oda sıcaklığında bir desikatöre yerleştirin.Ekleri geri kazanın ve UV el fenerleri ile iki kez kürleyin. İşiniz bittiğinde, ekleri çıkarın. Bu, bu noktadaki eklere bir örnektir.Bunları değerlendirmek için bir lazer taramalı dijital mikroskop kullanın. Hareketli tarafın ek parçasındaki ve enjeksiyon tarafındaki kapıya yakın dört deliğin çapını ve derinliğini ölçün. Ek olarak, kapıdan uzaktaki dört delikte ölçümler yapın.Bu mikroskop görüntüleri, bu aşamada hareketli yan ek parçanın ve enjeksiyon yan ek parçasının örneklerini sağlar. SEM resmi yüzey kalitesini göstermektedir. Geleneksel bir enjeksiyon kalıplama makinesi ile çalışın.Mikroenjeksiyon modülünün takılı olduğundan emin olun. Ardından, ekler ve kalıp plakaları ile çalışın. Ardından, hazneyi polietilen granüllerle doldurun.Kontrollerde makine parametrelerini ayarlayın ve parçanın kalıptan çıkarılması için soğutma süresine izin verin. Birinci ila beşinci seans sırasında vidayı ısıtın. Erime sıcaklığı 175 santigrat derece olduğunda, doğru enjeksiyon kalıplamaya başlayın.Boşluk dolduktan sonra, beş saniye boyunca 300 bar'lık bir paketleme basıncını koruyun. Sonra kalıbı açın. Çıkarma piminin parçayı dışarı itmesine izin verin.Bu, bu protokolle kalıplanmış parçanın bir örneğidir. Yüz döngü yürütüldü. Kalıplanmış parçaları değerlendirmek için lazer taramalı dijital mikroskoba geri dönün.Yüzeyde sütunlar elde edilir. Kapıdan farklı mesafelerde iki alanda izlenen çizgiler üzerindeki sütunların çapını ve yüksekliğini ölçün. Bu, eklemeli imalat ile üretilen kesici uç yüzeyinin bir taramalı elektron mikrografı görüntüsüdür.Karşılaştırma için, burada enjeksiyon kalıplama ile üretilen polietilen parçanın bir SEM görüntüsü bulunmaktadır. Ek üzerindeki deliklerin nominal boyutları 200 mikrometre çapında ve 200 mikrometre derinliğindedir. Bu, sütun yüksekliğinin deliğin derinliğine bölünmesiyle elde edilen bir karşılaştırmadır ve sütun yüksekliği çoğaltma derecesi olarak adlandırılır.Partiler, üretilen 100 parçanın çalışmasında üretilen sıraya göre 10'lu gruplar halindedir. Değerler, her gruptan rastgele seçilen bir örnekten alınmıştır. Farklı renkli çubuklar, kesici uç üzerindeki farklı konumları ifade eder.İşte sütun çapı replikasyon derecesi için benzer bir çizim. Sütun çapının delik çapına bölünmesi. Bu grafikler, sürecin 100 döngü boyunca her pozisyonda kararlı olduğunu göstermektedir.Enjeksiyon kalıplamadan sonra parçalar üzerindeki deliklerin boyutu değişmedi, bu da sonucu destekliyor. Bu teknik, imalat ve polimer işlemedeki araştırmacıların yumuşak takım sürecini keşfetmelerinin yolunu açtı. Endüstriyel talepleri karşılayan yeni üretim platformunda serbest formlu yüzeylerde mikro özelliklerin oluşturulmasını mümkün kılar.

a-soft-tooling-process-chain-for-injection-molding-3d-component-with

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz, üç-boyutlu hücre kültürü için gözenekli polimer cips mikroimalat için iki süreç sunuyoruz. Bunlardan birincisi, solvent buhar kaynak işlemi ile birlikte sıcak kabartma. Ikincisi ise, kısa bir süre önce geliştirilen iyon izleme teknolojisi ile üretim önemli bir basitleştirme giden kombine microthermoforming süreci kullanır.

Üç boyutlu Hücre ekimi için Chip-ölçekli Yapı iskeleleri mikroimalat

Gözden çıkarılabilir bir bileşeni (vasküler) işleminin bir buharlaşma mikrovasküler yapılar imal etmek için kullanılır. Bu işlem lazer Mikroişlenmiş kılavuzu plakaları tarafından sağlanan hassas 3D geometrik konumlandırma ile içi boş mikro oluşturmak için kurban poli (laktik) asit lifleri kullanır.

Bir Kurban bileşeni buharlaşma kullanarak üç boyutlu Mikroyapılar Yapma Süreci

Üç boyutlu (3D) mikrostrüktürlü kompozit kirişler 3D gözenekli microfluidic ağlara nanokompozitlerin yönettiği ve lokalize sızma yoluyla imal edilir. Bu imalat yönteminin esnekliği fonksiyonel 3 boyutlu takviyeli nanokompozit makroskopik çeşitli ürünler elde etmek amacıyla, farklı ısı ile sertleşen malzeme ve nanofillers kullanımını sağlar.

Mikroakışkan Sızma yoluyla üç boyutlu mikrostrüktürlü nanokompozitlerin İmalat

Biz bir sıvı enjeksiyon sistemi olarak kalıp tasarımı ve modifiye desikatöre için erimiş birikimi modelleme 3D yazıcılar kullanarak düşük maliyetli ve sıvı elastomer kauçuk enjeksiyon kalıp cihazların hızlı prototipleme için bir yöntem geliştirdiler.

Sıvı Enjeksiyon için 3D Baskılı Kalıpları Kullanma Tıbbi Cihazlar hızlı ve düşük maliyetli Prototip

Burada mikrosıvısal uygulamalarında kullanılmak üzere bir basınç kontrollü şırınga pompa oluşturmak için bir iletişim kuralı mevcut. Bu şırınga pompa bir additively imal edilmiş vücut, kapalı donanım ve açık kaynak elektronik yapılır. Elde edilen sistemdir düşük maliyetli, oluşturmak, basit ve hızlı mikrosıvısal araştırma etkinleştirmek için iyi düzenlenmiş sıvı akışı sunar.

Üç boyutlu termoplastik malzemelerin oluşturmak için yazdırma şırınga pompalar geribildirim denetimiyle mikrosıvısal uygulamalar için otomatik

Bakteri ve kolloidler gibi bir sıvıda asılı mikro boyutlu nesneleri polidimetilsiloksisan substratında öngörülen dizilere desenleştirmek için mikroakışkan bir platformda kapilarite destekli montaj kullanan bir teknoloji sunuyoruz.

Sıralı Capillarity destekli Montaj yoluyla Mikroorganizmaların ve Mikropartiküllerin Deseni

Protokol, mikrokanallarda 10-1000 Hz'den harmonik salınımlı akış üretmek için uygun bir yöntem göstermektedir. Bu, bilgisayar kontrollü bir hoparlör diyaframının mikrokanala modüler bir şekilde yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Mikrokanallarda Sub-Kilohertz Salınımlı Akış Üretimi için Harici Bir Sürücünün Montajı ve Karakterizasyonu

Bu protokol, PDMS katmanları arasına yapışkan olmayan bir bariyer olarak silikon yağı ekleyerek Polidimetilsiloksan (PDMS) çift döküm tekniği için geliştirilmiş bir kalıptan çıkarma prosedürü sunar. Plazma veya kimyasal yüzey modifikasyon yöntemlerinden farklı olarak, bu yaklaşım özel veya maliyetli ekipman gerektirmez, bu da onu daha erişilebilir ve uygun maliyetli bir alternatif haline getirir.

Yoğun Paketlenmiş Mikroyapı Replikasyonu için Silikon Yağı İşlemi ile Geliştirilmiş Polidimetilsiloksan (PDMS) Çift Döküm

İn vitro gametogenezi tamamlayan yeni bir iskelesiz agaroz kalıbında yumurtalık foliküllerini kültürleme yöntemlerini açıklıyoruz.

İskelesiz Fare Yumurtalık Folikül Kültürü için Özelleştirilebilir Agaroz Kalıplarının Üretimi ve Kullanımı

Biz dikey hizalanmış karbon nanotüp (CNT), ve organize nano ölçekli yüzey dokusu ile polimer mikro üretimi için ana kalıp olarak kullanımı mikro desenli imalatı için yöntemler sunuyoruz. CNT ormanları önemli ölçüde ambalaj yoğunluğu artar ve 3D şekillerin kendi kendini yöneten oluşumunu sağlayan yüzey, üzerine çözücü yoğunlaşması ile yoğunlaştırılmış edilir.

3D Karbon Nanotube mikroyapılar, Üretimi, Yoğunlaştırma ve Replica Kalıp

Öğrenin, enjeksiyon kalıplama için katmanlı imalat teknikleriyle mikro özellikli takım üretimini. Bu yöntem, karmaşık geometrilerde hassas üretim sağlar ve pilot üretimde işleme süresi ile maliyeti azaltır.

3D bir bileşenin mikro enjeksiyon kalıplama için yumuşak takım süreç zinciri sütun

Daha fazla video keşfet